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枪手博弈简介

摘要:本文为大家简单介绍纳什平衡的经典例子——枪手博弈的背景、应用现状和应用前景。                                     
一、枪手博弈的背景
彼此痛恨的甲、乙、丙三个枪手准备决斗。甲枪法最好,十发八中;乙枪法次之,十发六中;丙枪法最差,十发四中。
1. 一颗子弹,同时开枪
先提第一个问题:如果三人同时开枪,并且每人只发一枪;第一轮枪战后,谁活下来的机会大一些?一般人认为甲的枪法好,活下来的可能性大一些。但合乎推理的结论是,枪法最糟糕的丙活下来的几率最大。
我们来分析一下各个枪手的策略。枪手甲一定要对枪手乙先开枪。因为乙对甲的威胁要比丙对甲的威胁更大,甲应该首先干掉乙,这是甲的最佳策略。同样的道理,枪手乙的最佳策略是第一枪瞄准甲。乙一旦将甲干掉,乙和丙进行对决,乙胜算的概率自然大很多。枪手丙的最佳策略也是先对甲开枪。乙的枪法毕竟比甲差一些,丙先把甲干掉再与乙进行对决,丙的存活概率还是要高一些。
我们计算一下三个枪手在上述情况下的存活几率:
① 甲:24%(被乙丙合射40% X 60% = 24%)
② 乙:20%(被甲射100% - 80% = 20%)
③ 丙:100%(无人射丙)
通过概率分析,发现枪法最差的丙存活的几率最大,枪法好于丙的甲和乙的存活几率远低于丙的存活几率。
2. 两颗子弹,同时开枪
在第一轮枪战后,丙有可能面对甲,也可能面对乙,甚至同时面对甲与乙,除非第一轮中甲乙皆死。尽管第一轮结束后,丙极有可能获胜(即甲乙双亡),但是,如果甲乙在第一轮枪战中没有双亡的话,在第二轮枪战结束后,丙的存活的几率就一定比甲或乙为低。
第二轮枪战中甲乙丙存活的几率粗算如下:
① 假设甲丙对决:甲的存活率为60%,丙的存活率为20%。
② 假设乙丙对决:乙的存活率为60%,丙的存活率为40%。
这似乎说明,能力差的人在竞争中耍弄手腕能赢一时,但最终往往不能成事。下面用严格的概率方法计算一下两轮枪战后,甲乙丙各自的存活的几率。  
(1) 第一轮:甲射乙,乙射甲,丙射甲。甲的活率为24%(40% X 60%),乙的活率为20%(100% - 80%),丙的活率为100%(无人射丙)。
(2) 第二轮:
① 情况1:甲活乙死(24% X 80% = 19.2%),甲射丙,丙射甲──甲的活率为60%,丙的活率为20%。
② 情况2:乙活甲死(20% X 76% = 15.2%),乙射丙,丙射乙──乙的活率为60%,丙的活率为40%。
③ 情况3:甲乙皆活(24% X 20% = 4.8%),重复第一轮。
④ 情况4:甲乙皆死(76% X 80% = 60.8%),枪战结束。
A. 甲的活率为12.672%(19.2% X 60%) + (4.8% X 24%) = 12.672%
B. 乙的活率为10.08%(15.2% X 60%) + (4.8% X 20%) = 10.08%
C. 丙的活率为75.52%(19.2% X 20%) + (15.2% X 40%) + (4.8% X 100%) + (60.8% X 100%) = 75.52%
通过对两轮枪战的详细概率计算,我们仍然发现枪法最差的丙存活的几率最大,枪法较好的甲和乙的存活几率仍远低于丙的存活几率。
3. 一颗子弹,互不相知
上面的例子隐含一个假定,那就是甲乙丙三人都清楚地了解对手打枪的命中率。但现实生活中,因为信息不对称,比如枪手甲伪装自己,让枪手乙和丙认为甲的枪法最差,在这种情况下,最终的幸存者一定是甲。所以,无论是历史,还是现实,那些城府很深的奸雄往往能成为最后的胜利者。
假定,甲乙丙三人互相不了解对手的枪法水平。在这种情况下,甲被乙射、甲被丙射、甲被乙丙射及甲不被乙丙射的机率各为25%,按贝氏(Bayes)定理计算甲的存活率:
① 甲活率:31%([被乙射:25% X 40% = 10%] + [被丙射:25% X 60% = 15%] + [被乙丙射:25% X 40% X 60% = 6%])。
② 乙活率:23%([被甲射:25% X 20% = 5%] + [被丙射:25% X 60% = 15%] + [被甲丙射:25%X20%X60% = 3%])。
③ 丙活率:17%([被甲射:25% X 20% = 5%] + [被乙射:25% X 40% = 10%] + [被甲乙射:25% X 20% X 40% = 2%])。
在枪手互相不知道对手命中率的信息的情况下,这时命中率最高的枪手甲存活的几率最大,枪法最差的丙存活的可能性最小。
二、枪手博弈的应用现状
虽然这个简单模型的结论因为一反常理而让人记了下来,但随着枪手博弈现已经越来越为广大人所熟知,增加子弹数量,同时开枪与顺序开枪,三人的命中率的改变等条件的变化,都会引起结论的变化,也越来越引起人们的研究兴趣。譬如三国演义的背景套用等。
三、枪手博弈的应用前景
除了三个枪手,模型套在国家与国家之间的博弈也是十分贴切的。弱国如何通过引入次强国与强国之间的制衡,来求得自己的一片生存与发展的空间等,都有极大的研究价值。

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