纳什均衡
字数 865 2025-11-17 18:05:49
纳什均衡
纳什均衡是博弈论中的一个核心概念,描述在非合作博弈中,每个参与者都选择了最优策略,且在其他参与者策略不变的情况下,没有人可以通过单方面改变策略来获得更好结果的状态。
纳什均衡的构成要素包括:
- 参与者:博弈中的决策主体
- 策略集:每个参与者可供选择的行动方案集合
- 收益函数:每个参与者在特定策略组合下获得的回报
纳什均衡的数学表达:
在n人博弈中,设S_i为参与者i的策略集,s_i ∈ S_i为参与者i选择的策略,π_i为参与者i的收益函数。策略组合(s_1*, s_2*, ..., s_n*)构成纳什均衡,当且仅当对任意参与者i和任意s_i ∈ S_i,都有:
π_i(s_i*, s_{-i}) ≥ π_i(s_i, s_{-i})
其中s_{-i}*表示其他参与者的均衡策略组合。
纳什均衡的典型示例:
-
囚徒困境
- 两个囚徒分别选择坦白或抵赖
- 收益矩阵:
囚徒B\囚徒A | 坦白 | 抵赖
坦白 | -8,-8 | 0,-10
抵赖 | -10,0 | -1,-1 - 唯一纳什均衡:(坦白,坦白)
-
性别之战
- 夫妻选择看拳击或芭蕾
- 收益矩阵:
妻子\丈夫 | 拳击 | 芭蕾
拳击 | 2,1 | 0,0
芭蕾 | 0,0 | 1,2 - 两个纯策略纳什均衡:(拳击,拳击)和(芭蕾,芭蕾)
纳什均衡的存在性证明:
约翰·纳什于1950年证明,任何有限博弈(参与者数和策略数有限)都至少存在一个纳什均衡(可能是混合策略均衡)。证明基于角谷静夫不动点定理。
纳什均衡的 refinement:
- 子博弈精炼均衡(塞尔顿,1965)
- 贝叶斯纳什均衡(海萨尼,1967-1968)
- 完美贝叶斯均衡
纳什均衡的应用领域:
- 经济学:市场均衡分析
- 政治学:投票博弈分析
- 生物学:进化稳定策略
- 计算机科学:网络路由算法
- 管理学:企业竞争策略
纳什均衡的局限性:
- 均衡多重性:某些博弈存在多个均衡
- 均衡选择问题:缺乏选择标准
- 理性假设:要求完全理性且共同知识
- 计算复杂性:大型博弈均衡求解困难