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如果你不知道博弈論的實際用途,只能說明你不懂愛情

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博弈論用來解釋和解決現實問題和現象的效果如何?都有哪些實例?

知友:Lonely Planet

如果說您不知道博弈論的實際用途,只能說明您不懂愛情。

如果您有一個古靈精怪的女友,您就會知道博弈論並不是什麼特別高深的理論,本質也很簡單。但在討論它之前,我們需要先簡單瞭解一下人們在日常生活中是如何做出決策的。

人類首先意識到,如果僅僅憑借自己的感性認識來做出選擇的話,往往會使得自己蒙受損失,無論是情感上,還是權益上,還是經濟上(我們在此為方便起見,統一使用「效益」一詞)。這一類的例子多不勝數,無需舉例。

於是,人類開始探索適合的工具,以完成用理性的思考來幫助做出正確選擇,於是數學介入了。

第一個階段:

最初的時候,選擇很少很簡單,人們在兩個事物之間做選擇的時候,只要一一比較二者的所有屬性優劣即可。

情景一:

比如您有一個女友,您打算在 2014 年 2 月 14 日送她一臺電腦。您不確定是購買 MacBook Pro 還是 Air,那麼您簡化地列出「顯卡、CPU、尺寸、內存、便攜性、外觀」這 5 項指標,假設 Pro 在「顯卡、CPU、尺寸、內存」方面均勝出,而 Air 僅僅在「便攜性、外觀」方面勝出,於是對比各大屬性指標後,得到結論:購買 MacBook Pro。

第二個階段:

但是這種選擇是不準確的,因為不是所有的屬性都是同樣重要的,所以人類引入了「權重」的概念。

情景二:

您的保密工作沒做好,女友知道您在給她挑選禮物,看了一眼 Pro 跟 Air,然後說:Air 好可愛,帶著也方便。

於是瞬間「顯卡、CPU、尺寸、內存」都不重要了,而「便攜性跟外觀」直接上升爆棚。所以引入「權重」以後,您的選擇於是變成了 MacBook Air。

第三個階段:

但不是所有的事物都可以準確判斷出好壞,於是人類引入了「方差」的概念,即先設定一個理想情況,再根據實際選擇與理想情況的偏差,選擇偏差最小的那個。

情景三:

您雖然確定要購買 MacBook Air,但是發現它還存在多種配置與價位,於是你列出自己的預期價格 8000,再列出主要需要滿足的用途是看電影、存電影,於是,通過方差的對比,你決定選擇了 11 英寸的 256G。

第四個階段:

但是,生活並不總是確定的,還有很多因為信息確實導致的不確定性事件,這時候我們引入了概率與事件樹。

情景四:

您買好了禮物,打算在 2 月 14 號當天坐車過去,晚上跟她一起看一場話劇。一查當天的話劇票,發現晚上有 2 場,7 點場的才 500 元;而 9 點場的需要 1000 元。

如果買在 7 點的話,您依據經驗有 40%的可能趕上周五的堵車從而錯過,那樣的話您就需要重新再買一張 1000 元的,於是您開始考慮如何選擇。

為了避免自己主觀上對絕對事件的偏好(即選擇確定不會誤機的 1000 元機票),您打算用數學的方法來解決,於是您列出瞭如下的決策過程:

雖然有點違反您的主觀對風險規避的偏好,但您決定相信數學,於是購買了 500 元的票。

第五個階段:

生活不總是像選擇票務這樣,選項是靜止的,尤其是面對您的女友。更多時候,您需要考慮到對方的選擇對您的影響,於是有了「兩害相權取其輕」的博弈論。

第五個情景:

您順利地見到了您的女友,並趕上了 7 點的話劇,在等待入場的空間里,你的女友提出了史上最恐怖的遊戲:真心話大冒險。

依據您以往的經驗:

1、您當然希望聽到關於女友的真心話,但是擔心她會問您一些尷尬的問題:類似我跟你媽一起掉到水裡先救誰的問題。所以如果您選擇大冒險,而她選擇真心話,那麼您會 High 到 10 分的滿足感,但她會覺得您對她不真誠,所以興緻降為 0,反之亦然。

2、如果您選擇了真心話,而她也選擇了真心話,可能雙方都顧慮對方會問一些尷尬問題,所以滿足感會對應抵消一些,都為 5 分。

3、如果兩個人都選擇大冒險,於是會推出對方都有事情瞞著對方,所以滿意度也很低,但總比一個人說了真心話另一個沒說要好,所以標記為 1

如果真是如此,那麼恭喜您成為了愛情的囚徒,面臨了歷史上著名的囚徒困境。

您最後做出選擇,不管女友是選擇真心話還是大冒險,您都是選擇大冒險的收益會高一點,對您女友也是,所以最後根據博弈論的結果就是你們都選擇了大冒險。

(當然,如果您知道了女友是選擇「真心話還是大冒險」的概率,那麼會有進一步的概率模型,因為沒有什麼技術含量,在此免去不談。)

第六個階段:

如果世界停留在第五個階段的簡單模式下就好了,可惜的是,對方的選擇可以通過控制事情發生概率,所以就需要我們在博弈論中加入最佳行動概率的因素。

第六個情景:

你們結束了大冒險,您的女友又想著說,我們來玩手心手背吧,她提議:「讓我們各自亮出手掌的一面,或正或反。如果我們都是正面,那麼我給你按摩三次,如果我們都是反面,我給你 1 次,剩下的情況你給我 2 次就可以了。」

假設您出手心的概率是 X,那麼您出手背的概率就是 1-X。

【為了使利益最大化,應該在對手出正面或反面的時候我們的收益都相等,不然對手總是可以改變正反面出現的概率讓我們的總收入減少,由此列出方程就是 3x+(-2)(1-x)=(-2)x+1*(1-x)

這個方程通俗的說就是在對手一直出正面你得到的利益,和你對手一直出反面得到利益是一樣的且最大。解方程得 x=3/8,也就是說平均每八次出示 3 次正面,5 次反面是我們的最優策略。而將 x=3/8 代入到收益表達式 3x+(-2)(1-x)中就可得到每次的期望收入,計算結果是 -1/8 元。

同樣,設美女出正面的概率是 y,反面的概率是 1-y,列方程 -3y+2(1-y)=2y+(-1)*(1-y),解得 y 也等於 3/8,而美女每次的期望收益則是 2(1-y)-3y=1/8 元。

這告訴我們,在雙方都採取最優策略的情況下,平均每次美女贏 1/8 元。其實只要美女採取了(3/8,5/8)這個方案,不論你再採用什麼方案,都是不能改變局面的。

如果全部出正面,每次的期望收益是(3+3+3-2-2-2-2-2)/8=-1/8 元

如果全部出反面,每次的期望收益也是(-2-2-2+1+1+1+1+1)/8=-1/8 元。】

為了節省分析的過程,在此引用百度百科「美女的硬幣」一節的內容。

所以您理智而優雅地說:「我們這麼心有靈犀,出現相同的概率太大啦,有利的情況當然應該讓給你了。這樣,如果我們都是正面,那麼我給你按摩三次,如果我們都是反面,我給你 1 次,剩下的情況你給我 2 次就可以了。」

第七個階段:

我不知道有多少愛情死在了第六個階段,這第七個階段,也算是數學愛情史上的「七年之癢」了。不幸的是,現實中的博弈會比這個更加痛苦,因為很多事情不是像」手心手背」這樣一錘定音,而是一個漫長的一場接著一場「動態博弈」的過程。

這讓你想起了當初如何戰勝她的眾多追求者的往事:那時候為了模擬這場追求愛情的動態博弈,還在元胞自動機構建了愛情模型進行模擬,最終尋找到了最優的演化方案,一時間豁然開朗,七竅全開。於是……(此處略去十萬字)。

所以,如果說您不知道博弈論的實際用途,只能說明您不懂愛情。

希望有所幫助。

Lonely Planet. (Lonely Planet)

2014 年 2 月 11 日

(題圖來源:《美麗心靈》)

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資料來源:如果你不知道博弈論的實際用途,只能說明你不懂愛情




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