杨蓝岚:博弈论成为更具影响力的跨学科研究方法

选择字号:   本文共阅读 14033 次 更新时间:2023-10-11 23:08

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杨蓝岚  

 

博弈论是一门研究策略性互动机制的学科,该理论已经被广泛应用于经济学、国际关系学等学科。作为一种研究方法,中国学术界对它并不陌生,近年来,外部世界的发展日趋复杂,学科前沿不断拓展,大数据、云计算、人工智能等各种新研究方法也登台亮相,在这种情况下,博弈论有哪些新的研究进展,它是否还具有强劲的解释力和说服力等方法论意义?围绕这些问题,本报记者采访了美国犹他州立大学经济与金融学院副教授卢卡斯·伦奇勒(Lucas Rentschler)和英国伦敦大学学院教育学系博士克里斯多夫·达维(Christopher J. Dawe)。

从《孙子兵法》到活跃的研究领域

《中国社会科学报》:博弈论是一种有趣的研究方法,您认同这个观点吗?

克里斯多夫·达维:博弈论是一个通用、有效的理论工具,以严谨的方式分析策略相互依存的关系。伦奇勒教授在研究中将博弈论理论工具应用于各种策略情景,如冲突、商业拍卖等。博弈论的卓越之处在于其广泛的跨领域适用性,其核心是提供战略决策的数学模型,并将参与者面临的收益和损失形式化。总的来说,博弈论融合了数学模型、方法论和实验以揭示其策略思维见解,该研究过程兼具分析的严谨性、创造性以及实证的乐趣。

博弈论在一些意想不到的地方也会带来有趣的见解。例如,在与伦奇勒教授合作的《奥庇乌斯法:紧急权力持续性的一个古老例子》一文中,我们试图剖析紧急状态法的持续性问题。我们研究了古罗马在公元前215年通过的反对奢侈消费行为的《奥庇乌斯法》,该法律意在限制女性在奢侈品上的支出,将更多资金用于抵御迦太基人入侵的军事防御。有趣的是,在罗马取得胜利后,该法律仍然持续存在了20多年,这已经超出了最初的军事理由。虽然我们主要研究《奥庇乌斯法》的历史,但可以在研究中引入博弈论,以解释统治者继续维持该法律的动机。

《中国社会科学报》:请您介绍一下博弈论在学术领域的历史发展脉络。

克里斯多夫·达维:对博弈论的学术性探讨是近代才开展的,但是关于战略决策原则的讨论已经存在上千年。中国的《孙子兵法》是世界上最早的一部经典博弈论著作。中国古代的很多思想家们对政治、战争和外交也都采取了非常具有策略意义的分析。虽然当时孙子没有对博弈论进行形式化建模,但他知道如何在竞争激烈的具有多个参与者的环境中进行策略性思考。

在西方,从18世纪开始,古诺(Cournot)、瓦德格拉夫(Waldegrave)和蒙特莫特(Montmort)等人用数学方法进行一些简单的博弈分析。博弈论作为一个独立的学术研究领域的正式、快速发展始于1944年约翰·冯·诺伊曼(John Von Neumann)和奥斯卡·摩根斯坦(Oskar Morgenstern)的开创性著作《博弈论与经济行为》。1950年和1951年,美国数学家约翰·纳什(John Nash)分别发表了两篇影响深远的论文,对博弈论的发展作出了重大贡献,他提出的纳什均衡概念是博弈论中最重要的概念之一。

20世纪50年代,在约翰·米尔诺(John Milnor)、邓肯·卢斯(Duncan Luce)和劳埃德·沙普利(Lloyd S. Shapley)等数学家的带领下,博弈论研究得以更加完善,研究领域也得到了扩展,第一批有关博弈论的教材就是在这一时期完成的。20世纪七八十年代,博弈论已经广泛地应用于经济学研究当中,莱因哈德·塞尔滕(Reinhard Selten)和约翰·海萨尼(John Harsanyi)等经济学家都因此获得了诺贝尔经济学奖,以表彰他们对博弈论的奠基性贡献,这也进一步巩固了博弈论作为经济学理论重要分支的地位。20世纪70年代,演化博弈论提出后,增加了对群体动态模型的探讨。20世纪80年代,我们还见证了实验经济学在实验室环境中测试博弈论的兴起,以及博弈论在拍卖和机制设计方面的应用不断趋于完善。20世纪90年代,博弈论的发展又融合了心理学、行为经济学和神经科学等的成果,修正了过度理性的假设。如今,博弈论已经成为一个活跃的研究领域,涵盖越来越复杂的策略互动模型。

跨学科应用范围逐渐扩大

《中国社会科学报》:博弈论在自然科学和社会科学中有哪些应用?

克里斯多夫·达维:得益于博弈论中所包含的复杂战略决策建构模型,它已经成为横跨自然科学和社会科学的重要分析工具。博弈论已经被广泛应用于生物学甚至物理学中。例如,演化博弈论帮助生物学家理解物种内部的竞争与合作机制;物理学家利用博弈论分析粒子之间的策略互动;经济学家利用博弈论分析企业竞争、市场信号和机制设计等问题;政治学家利用博弈论来研究战争、国际气候协议谈判等策略性环境下,各参与方之间如何实现合作以及哪些因素可能阻碍合作的形成,通过博弈论中的形式化策略建模,学者能够对多方互动行为有更深入的了解;社会学家利用博弈论来解释社会网络的出现、社会规范的演变以及公共资源滥用等问题,博弈论成为社会学家系统研究不同社会背景下战略决策的工具;心理学家利用博弈论研究有关风险、奖励和策略权衡的认知偏见和决策等问题;法学家将博弈论用于研究犯罪威慑问题,评估法律处罚标准,并在司法系统中设计最佳激励机制。

博弈论对多人决策情景的建模分析使其成为现代社会科学研究领域的重要工具,其广泛的应用实践证明了它的通用性和适用性。博弈论在多个学科中的应用源于其概念的清晰性和严谨性。博弈论已经成为分析市场、商业拍卖、国家间缔结条约等各种互动行为的重要理论工具,为研究人员了解多个参与者在策略性环境中的竞争、合作等行为提供理论支撑。

《中国社会科学报》:博弈论的本质在于关注参与者的互动和人类行为,经济学只是其具体的应用场景,是否可以说博弈论在一定程度上提供了一种普遍适用的分析范式?博弈论作为一种理论工具在社会科学研究中扮演着什么角色?您如何看待博弈论的未来?

卢卡斯·伦奇勒:从根本上来说博弈论是对策略互动进行的形式化建模,它不仅应用于经济学,其他学科如政治学、社会学、人类学、心理学等也可以从中受益。博弈论的核心在于提供了一个多功能的工具包用以检验相互依存的多智能体决策场景。任何存在策略激励、行为预测、信息不对称或决策过程的可建模场景都可以用博弈论进行严谨的结构性分析。正因如此,我们看到了在尚未开发的领域中进一步应用博弈论的巨大潜力。

尽管如此,博弈论的应用与发展也面临着诸多局限性。如随着被分析的场景变得日益复杂,在博弈论模型上构建纳什均衡是很困难的。此外,博弈论中的完全理性和共同知识的假设可能无法反映真实的人类行为。同时,一些经济学实验已经清楚地表明,人们经常以系统的方式偏离博弈论的理论预测,虽然在实验中已经引入了有限理性模型以及更复杂的偏好模型,但仍可能无法做出准确的预测。总的来说,我们对博弈论未来可能成为一个更有影响力的跨学科理论工具感到兴奋。随着人类计算能力的提升以及与心理学知识进行整合,未来博弈论中的模型建构可以克服更多的局限性,为复杂的社会系统提供更深层次的策略性解读,对其他领域的贡献也才刚刚开始。

博弈论与计算科学深度融合

《中国社会科学报》:当前博弈论的研究方向和学术前沿是什么?演化博弈论和量子博弈论等理论的兴起带来了哪些学术增长点?

卢卡斯·伦奇勒:博弈论至今仍是一个持续活跃和发展的研究领域,不断出现新的扩展和应用。一个重要趋势是演化博弈论的发展,它将博弈论的模型建构应用于不断进化的种群之中。由其发展而来的进化稳定策略和复制动力学等概念试图分析不同群体之间合作和协调是如何出现的。量子博弈论研究领域也展现出强大的发展空间,它重点探索了量子纠缠和叠加等现象如何影响战略决策。

除了这些新的研究方法,研究人员正在设法将人类行为的现实性纳入考量,如有限理性和心理偏差等,通过引入行为分析提高研究的准确性。与此同时,机制设计领域也可以利用博弈论工具来设计实现特定目标的激励机制。还有越来越多的研究领域正在使用策略模型来分析网络效应。此外,扩展式博弈和随机博弈等新概念可以帮助研究人员更好地分析序贯互动、随机性和不确定性。

近年来,计算机科学在博弈论的多个研究领域展开。计算机科学家通过开发算法、机器学习来解决博弈论模型中存在的问题,并在复杂的多智能体场景中找到均衡。像博弈论中的随机最优反应均衡方法就非常依赖计算能力,同时还需要将有限理性纳入其预测的全过程。除此之外,计算机科学家还利用博弈论来建构模型分析计算机系统在网络安全、网络设计和机制设计等方面的战略决策。

总的来说,博弈论和计算机科学之间存在深刻的联系。从计算方法到人工智能,再到密码学和共识协议等领域都需要博弈论的介入,为解决更复杂的问题提供支撑。同样,博弈论也为设计日益强大的计算机系统、理解机器学习模型作出了贡献。

《中国社会科学报》:经济学家在修正假设方面作出了大量努力,包括有限理性、信息不对称等,使其理论模型更接近现实。这些对博弈论有什么影响?

卢卡斯·伦奇勒:重新审视完全理性和共同知识等基础性假设,对于提高博弈论的现实相关性和预测能力至关重要。实验研究揭示了人类行为与博弈论预测的偏差,促使研究人员努力完善相关模型。在博弈论中把有限理性纳入考量是一个关键性的进步,它允许研究人员对认知局限性进行更细致入微的心理建模。对主观信念和偏好结构的研究进一步增加了理论的现实性和解释范围。另一个重要的扩展是在博弈论中纳入对信息不对称的考虑,通过分析信号、披露和劝说等内容使博弈论能够更好地在广告、金融市场等信息获取不均衡的场景中应用。

总的来说,优化关于理性、认知和信息等方面的假设,极大地提高了博弈论在分析复杂策略环境方面的灵活性。博弈论、实验和行为科学等诸多交叉领域的相互融合还有广阔的空间,研究人员仍需要不断完善博弈论的概念工具箱,在确保分析精准度的同时,赋予其更强的实证基础。

《中国社会科学报》:博弈论中的“智猪博弈”“鹰鸽博弈”等经典模型,对当前现实社会的解释力如何?

克里斯多夫·达维:博弈论在预测真实人类行为方面还有很大的进步空间。早期的博弈论理论模型依赖于简化的假设,往往不能反映实际的认知和选择过程,实验结果经常显示出理论与观察结果之间的偏离。因此,研究人员一直试图修订基础模型以更好地反映人类的心理和现实行为,再结合有限理性、主观信念、启发式、偏好结构等因素后,博弈论的解释范围和预测能力得到了极大的拓宽。这些努力使博弈论模型更接近于真实生活,增强了对真实场景的适用性。

尽管如此,对博弈论的研究仍需与心理学家和行为经济学家深度融合,这样就能加强不同场景下的理论分析与实证分析的一致性。随着更细致的理论工具的出现和人类计算能力的提升,博弈论有望更好地捕捉复杂的策略推理,充分发挥其解释多层面社会经济现象的潜力。

博弈论未来具有更大的研究空间

《中国社会科学报》:当前,博弈论的发展存在哪些挑战?

卢卡斯·伦奇勒:博弈论虽然有影响力,但作为一个不断发展的领域,仍然面临着许多严峻的挑战。第一,如何平衡模型的复杂性和解释力问题。追求更高的现实性通常意味着扩展模型的复杂性,但在某种程度上,这可能会降低理论的概括性。高度复杂的模型也难以通过实证检验,如果不锚定在实际数据中,应用潜力就会降低。第二,更具复杂性的博弈论模型会产生计算障碍。博弈论中的多智能体模型超过了当前算法和硬件能力的极限,只有不断提升计算能力才可能克服这些技术障碍。第三,博弈论与心理现实的结合也面临挑战。形式化的建模往往难以捕捉策略性环境下人类决策的微妙之处。考虑到完全理性等简化假设仍占据主导地位,研究人员需要开展更多行为分析工作。第四,在组织层面上,开展跨学科合作也存在挑战。博弈论在确保应用相关性和政策影响力方面还存在困难。

总的来说,我们需要在分析深度和实践广度之间以及在准确性和简约性之间取得平衡。在实证基础、行为模型、计算、合作、伦理和政策相关性方面的任何进展都有助于更好地开发博弈论工具的潜力。可以说,尽管博弈论具有影响力,但它仍处于“青春期”。

《中国社会科学报》:博弈论可以给我们带来哪些启发?我们可以作出哪些努力来促成更多的互利关系,减少不必要的对抗?

卢卡斯·伦奇勒:博弈论在促进建立更多合作关系和减少冲突方面具有潜力。例如,合作博弈理论中的沙普利值。沙普利值提供了一种在数学上以公平的方式来分配多个参与者合作场景中的奖励或成本,以反映每个参与者的边际贡献。通过提供公平的分配,它能够激励参与者进行合作而不是竞争。沙普利值已被应用于指导成本利益分配、投票权分析等问题。与关注自身利益的非合作博弈论不同,合作博弈论的模型关注的是从协同行为中最大化共同收益。当然,参与者的积极意愿和诚信也是构建这类模型的关键先决条件。通过分析激励、公平等因素,博弈论在培育互利共赢关系、减少不必要冲突方面是一个非常有价值的工具。

非合作博弈论为理解冲突和战争的发展提供了重要的解释,通过博弈论我们可以更清楚地了解对抗性激励、认知等因素如何塑造各种结果。如今,非合作博弈论为研究战争发起、风险升级、非对称冲突、政治联盟和复杂的地缘政治现象提供了清晰的解释。它为权力平衡、协作等提供了严谨的分析,而这些都是国际关系领域中的重要内容。虽然过度简化的模型可能会忽略现实世界的细微差别,但非合作博弈论提供了研究对抗性激励、策略相互依存和均衡行为的基本视角。通过结合经验实证分析和心理深度分析,非合作博弈论在管理冲突和制止侵略方面具有一定价值。

《中国社会科学报》:很多人对博弈论表现出浓厚的兴趣,但博弈论对数学技能要求颇高,这又往往令人望而却步。对此,您有什么建议?

卢卡斯·伦奇勒:博弈论中的数学模型的确非常复杂,这可能看起来很吓人。但是,该领域在很大程度上依赖于对策略激励的逻辑推理,这种推理建立在我们对谈判、竞争、合作的常识和直觉之上。虽然数学模型增加了博弈论的精度,但正确的阐释才是其核心。对于那些刚接触博弈论的人来说,学习博弈论的入门课程可以提高其商业谈判、商品选择等方面的策略思维能力,通过与纳什均衡、逆向归纳法等概念的接触可以丰富人们处理策略环境的方式。

不仅如此,博弈论中的一些模型揭示了对人类行为的反直觉见解,从而引人深思。“囚徒困境”“猎鹿博弈”和“懦夫博弈”等经典博弈论模型揭示了有关合作、信任和冲突的新视角。我们鼓励任何对策略感兴趣的人在一个合适的水平上深入研究博弈论。虽然数学可以加深理解博弈论的深度,但对基础概念的掌握仍然可以使学习者受益。通过正确的学习方法,研究者会进入一个充满启发性的领域。

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