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问题来了,纳什均衡究竟是什么?

科普小知识2022-05-31 08:00:05
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“纳什均衡”是“博弈论”中一个非常著名的概念。它首先由美国数学家约翰·纳什提出,并以此命名。关于它和它的创造者约翰·纳什,也有这个未知和曲折的传说。

1948年,纳什去普林斯顿大学攻读数学博士学位。那年他不到20岁。那时,普林斯顿是一个杰出人才和大师的地方。爱因斯坦、冯·诺依曼、列夫塞斯(数学系系主任)、阿尔伯特·塔克、阿伦佐·车臣、哈罗德·库恩、诺曼·斯汀·罗兹、精灵·福克斯等。都在这里。

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普林斯顿大学(网络图)

“博弈论”主要由冯·诺伊曼(1901957)创立。他是出生在匈牙利的天才数学家。他不仅创立了经济博弈论,还发明了计算机。早在20世纪初,策梅洛、博雷尔和冯·诺依曼就开始研究博弈论的精确数学表达式。直到1939年,冯·诺依曼才见到经济学家奥斯卡·莫根施特恩,并与他合作将博弈论引入经济学的广阔领域。1944年,他与奥斯卡·摩根斯坦合著的巨著《博弈论与经济行为》出版,标志着当代系统博弈论的初步形成。

虽然对游戏本质问题的研究可以追溯到19世纪甚至更早。例如,在1838年,古诺是一个简单的寡头游戏。伯特兰在1883年和埃奇沃斯在1925年研究了两个寡头的产量和价格垄断。2000多年前,中国著名军事家孙武的后代孙膑用博弈论帮助田忌赢得了这场赛马。所有这些都是早期博弈论的种子。它们的特点是零星分散的研究,极有可能且不系统。

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冯·诺依曼,计算机之父(网络图)

冯·诺伊曼和摩根·斯特恩在《博弈论与经济行为》一书中提出的标准、扩展和合作博弈模型解的概念和分析方法为这一学科奠定了理论基础。合作游戏在20世纪50年代达到顶峰。然而,诺依曼博弈论的局限性日益暴露。由于过于抽象,其应用范围受到很大限制。长期以来,人们对博弈论的研究知之甚少,这只是少数数学家的专利,因此其影响有限。正是在这个时候,非合作博弈——“纳什均衡”应运而生,标志着博弈论新时代的开始!

纳什不是一个循序渐进的学生。他经常旷课。他的同学回忆说,他们不记得什么时候和纳什上过必修课,但纳什认为他们至少从斯汀·罗兹那里学过代数拓扑学。斯汀·罗德斯正是这门学科的创始人,但是纳什认为这门课程如果没有几节课就不适合他的口味。所以,他又离开了。

然而,纳什毕竟是一个具有杰出天赋的非凡人物。他涉足数学王国的每一个分支,如拓扑学、代数几何、逻辑学、博弈论等等,并深深地被它迷住了。纳什经常表现出他与众不同的自信和自负,充满侵略性的学术野心。纳什在1950年整个夏天忙于应付紧张的考试,他的博弈论研究工作被中断了。他觉得这是极大的浪费。我不知道这种暂时的“放弃”在潜意识的不断思考下已经逐渐形成了清晰的思路。突然,我有了灵感!

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约翰·纳什(网络图)

今年10月,他感到天赋和梦想突然激增。最令人眼花缭乱的亮点之一是非合作博弈均衡的概念,这在未来将被称为“纳什均衡”。纳什的主要学术贡献反映在1950年和1951年的两篇论文中(包括一篇博士论文)。

直到1950年,他才把自己的研究成果写成一篇名为《非合作博弈》的长篇博士论文,这篇论文于1950年11月发表在《国家科学院月报》上,立即引起了轰动。

说到这,一切都取决于大卫·盖尔兄弟。就在被冯·诺依曼轻视的几天后,他遇到了盖尔,并告诉他,他已经把冯·诺依曼的“极小极大解”推进到非合作博弈领域,并找到了一个广义的方法和平衡点。盖尔仔细听着。他最终意识到纳什的思想,比冯·诺依曼的合作博弈理论,能够更好地反映真实情况,并对其严谨而优雅的数学证明印象深刻。

盖尔建议他把它整理出来并立即出版,以免被其他人超越。纳什,一个初出茅庐的男孩,不知道竞争的险恶本质,也从未想过要这么做。结果,盖尔作为他的“代理人”为他起草了一份给科学院的短信,而主席列夫·萨尔茨则亲自将手稿提交给科学院。

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博弈论的经典案例——猪博弈(网络图)

纳什的研究奠定了现代非合作博弈论的基石,随后的博弈论研究基本遵循这一主线。然而,纳什天才的发现被冯·诺伊曼断然拒绝,他以前被爱因斯坦拒绝过。然而,他挑战权威和蔑视权威的天性使纳什坚持自己的观点,并最终成为大师。

然而,天堂羡慕有才华的人。正当他的事业达到顶峰时,他患上了严重的精神分裂症。从20世纪50年代到80年代末,他在混乱中生活了30多年。这一时期,越来越多的人关注他的理论,他的名字在数学和经济学中频繁出现。他还因病错过了许多学术奖项。

20世纪80年代末,纳什逐渐从疯狂中恢复过来,他的恢复似乎遇到了人生中的一件大事:1994年,他与另外两位游戏理论家约翰·C·海萨尼和赖因哈德·泽尔腾分享了诺贝尔经济学奖。

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《美丽心灵》剧照(网络图)

根据他的事迹改编的电影《美丽心灵》于2001年上映,获得了八项奥斯卡提名,使这位科学家进入了人们的视野。

东部时间2015年5月24日上午,约翰·纳什和他的妻子都在美国新泽西州的一场车祸中丧生,享年86岁,结束了他们传奇的一生。

(原作者是中国科技大学国际经济研究所所长孙坚教授,由蝌蚪君整理)