演化博弈论初探.doc

目录摘要： 1Abstract： 1第一章 引言 31.1课题背景 31.2本课题研究意义 31.3本课题研究方法 3第二章 演化博弈概述 42.1博弈论简述 42.2演化博弈论的定义 42.3演化博弈论策略 4第三章 囚徒困境及演化博弈策略 43.1 囚徒困境 43.2 囚徒困境求解及演化博弈策略 5第四章 详细设计及算法模拟 64.1 运行环境 64.2 程序基本设计思想 64.3程序详细代码 64.4 使用手册 9第五章 运行结果 105.1 程序运行平台 105.2 运行结果 11第六章 结论 14致 谢 14参考文献 14演化博弈论初探摘要：演化博弈论（evoluti onary game theory）以达尔文生物进化论和拉马克的遗传基因理论为思想基础，将博弈理论与动态演化过程分析结合起来，分析从个体到群体行为的形成机制，研究种群的进化趋势及稳定性演化博弈论整合了理性经济学与演化生物学的思想，不再将人模型化为超级理性的博弈方，认为人类通常是通过试错的方法达到博弈均衡的，与生物演化具有共性，所选择的均衡是达到均衡的均衡过程的函数，因而历史、制度因素及均衡过程的某些细节均会对博弈的多重均衡的选择产生影响。

演化博弈是一个新兴的学科，在理论应符合现实意义上，该理论对于生物学，经济学以及各学科均大有用场本文在对演化博弈理论研究的基础上,选取囚徒困境作为范例阐述演化博弈的思想，用“牛吃草”、“牛群的发展状态”来模拟自然界中的种群演化以及种群中个体的博弈，对演化博弈进行基本研究关键词：博弈，演化博弈，囚徒困境，种群中演化博弈Abstract： Evolutionary game theory is based on Darwin's theory of evolution and Lamarckian genetic theory, it contains the evolution of game theory and dynamic analysis of combined analysis of group behaviors from the individual to the formation mechanism of population of Evolutionary trends and stability. Integration of rational game theory, evolutionary economics and evolution of biological thought, no longer human model into the game super-rational side, it is believed human beings always through trial and error method to achieve Equilibrium, and biological evolution are common, the choice of the balance is to achieve a balanced equilibrium function of the process, so , historical, institutional factors and the balancing process are some of the details of the game affect the choice of multiple equilibria. evolutionary game is a new subject, in theory should be realistic sense, the theory in biology, economics, and the subjects were much useful, In this thesis , we will disscuss the evolutionary game theory based on the research, and take Prisoner's Dilemma game for an example for describeding the idea of "cows eat grass," "cows state of development" to simulate the natural evolution of species and populations in the individual game, disscuss what is evolutionary game . Key words: game theory, evolutionary game, prisoner's dilemma, evolutionary game populations第一章 引言1.1课题背景2 0世纪 8 0年代， 随着对演化博弈论研究的深入， 许多经济学家把演化博弈理论引入到经济学领域，演化博弈已不再局限于生物学科的范畴， 同时对演化博弈理论的研究也开始进一步的深入发展，尤其2 0世纪9 0年代以来， 演化博弈理论的发展又再进入了一个新的阶段。

就现阶段来说，不止经济学和生物学在研究演化博弈论，各学科都在研究这一理论，并在各自的领域都取得了一定的成果，计算机软件理论也有关于演化博弈理论的研究，且由于计算计算软件的飞速发张，现今已经可以用软件平台模拟出各种情况下的进化博弈类型，更加便于课题的研究和交流不难想象，演化博弈这一当前热门的论题还将继续下去，将会成为经典且永久的纯理论的论题1.2本课题研究意义经济演化思想很早就存在于经济理论中近年来，演化博弈论的理论研究已成为学术界最热门的研究领域之一演化博弈论还是经济学中的一个新领域， 可以预见，在未来相当长的一段时期内， 演化博弈论仍将是经济研究中最具发展潜力的前沿领域之一研究本课题对可以用于分析社会制度变迁研究中人类个体在社会生产生活中对于个体利益记集体利益的选择，可以用于分析产业演化中垄断企业价格协议或商家之间的价格竞争，可以用于分析国际贸易中各国对其他国家贸易壁垒的设置及关税多寡的设定，亦可以用于分析股票市场及其他方面等等1.3本课题研究方法演化博弈首先必须存在一个博弈框架，这个博弈框架主要指博弈的结构和规则本文首先介绍著名的“囚徒困境”用以更好的阐述何为博弈，何为演化博弈，就“囚徒困境”探讨演化博弈论的思想，并根据演化博弈的思想写出“演化博弈算法”，解释种群中同时存在合作的个体和贪婪的个体时整个种群如何演化。

要求程序能流畅运行并能在输出界面中形象、直观地表示种群的进化，结合本次毕业设计的有关要求写出详细求解过程及详尽算法，保存详尽文档演化博弈理论认为，由于参与博弈的个体的有限理性，其博弈的最优均衡不能在初始时就找到，必须通过大量反复的博弈过程去修正和改进个体策略第二章 演化博弈概述2.1博弈论简述在中文中，博弈意即下象棋，象棋有一定的规则，两个棋手必须依据规则走棋，互相揣摩对方的走棋路线并尽量使自己棋高一着而赢得比赛引申的博弈可以理解为两个对手之间智力及计谋的较量，从这个方面上来说，所谓博弈论是指某个个人或是组织，面对一定的环境条件，在一定的规则约束下，依靠所掌握的信息，从各自选择的行为或是策略进行选择并加以实施，并从各自取得相应结果或收益的过程2.2演化博弈论的定义演化博弈论是把博弈理论分析和动态演化过程分析结合起来的一种新理论,最初产生于行为生态学它从有限理性的个体出发,以群体为研究对象,认为现实中个体并不是行为最优化者,个体的决策是通过个体之间模仿、学习和突变等动态过程来实现的演化博弈理论主要研究某一群体随着时间变化的动态过程,解释为何群体将达到目前的这一状态以及如何达到2.3演化博弈论策略演化理论是一种生命科学理论，该理论以达尔文的生物进化论和拉马克的遗传基因理论为思想基础。

在生物演化过程中，只有在竞争中能够获得较高繁殖成活率的种群才能生存下来，获得较低繁殖成活率的种群在竞争中会淘汰生物界中的许多演化参与者都无意识的，但是它们的行为最终却趋于纳什均衡水平，也就是说，它们的行为可以用纳什均衡概念来解释所谓纳什均衡，即非合作博弈均衡：在给定他人策略的条件下，每个局中人选择自己的最优策略（个人最优策略可能依赖于也可能不依赖于他人的战略），从而使自己利益最大化，纳什均衡指的是这样一种战略组合，这种策略组合由所有参与人最优策略组成即在给定别人策略的情况下，没有人有足够理由打破这种均衡生物演化遵循优胜劣汰的原则，在这种原则下它们的行为趋于纳什均衡，这就为演化论与博弈论相结合用于解释人的群体行为提供了一种可能利用演化博弈理论研究参与人群体行为时，只要求参与人知道什么是成功行为，什么是不成功行为，而不必知道成功与不成功行为的原因，从而最大限度地降低了对理性的要求，能够更接近于现实第三章 囚徒困境及演化博弈策略3.1 囚徒困境囚徒困境的原文为the Prisoner's Dilemma.所谓囚徒困境可简要地叙述如下：警方逮捕A、B两名嫌疑犯，但没有足够证据指控二人于是警方分开囚禁嫌疑犯，分别和二人见面，并向双方提供以下相同的选择： 若一人认罪并作证检控对方（相关术语称“背叛”对方），而对方保持沉默，此人将即时获释，沉默者将判监8年。

若二人都保持沉默（相关术语称互相“合作”），则二人同样判监5年若二人都互相检举（相关术语称互相“背叛”），则二人同样判监5年判刑 B 合作（不招） P B 背叛（招供）TA 合作（不招）P P&P: A = 2,B = 2 P&T: A = 8,B = 0A 背叛（招供）T T&P: A = 0,b = 8 T&T: A = 5,B = 5图1 囚徒困境博弈结果支付矩阵3.2 囚徒困境求解及演化博弈策略在囚徒困境的分析和推论中有以下的前提性设定：首先，两个囚徒都知道“博弈的规则”和“博弈的结果”；其次，这两个囚徒都是理性的，而这里的所谓“理性”是指只要给出两种备择策略，他将总是选择其中对他更有利的那种策略以取得个体利益最优；再次，不允许两个囚徒串供从A的“立场”来看，共有两种可能情况：第一种可能情况是B采取坦白的策略这时，如果他也坦白则要入狱5年，如果他抵赖， 则要入狱10年；两相比较，结论是他应以坦白“对付”B的坦白策略第二种可能情况是B采取抵赖的策略这时他若也抵赖，要入狱1 年，如果他坦白，则可获得自由；两相比较，结论是他也应以坦白对付B的抵赖策略结论是无论B坦白还是抵赖，A都以采取坦白策略为更“佳”的对策，所以，A要采取坦白策略。

显然，以上推理对于B也适用这样，两个囚徒在衡量了自身利益之后都采取了坦白策略，结局是两人都被判5年徒刑还有另一种对大家都更好的策略，就是选择互相合作这其实是出于对他人利益考虑的一种更为“道德”的策略在以上颇为“理性”的单次博弈中，二人只考虑自己的利益，不顾他人的死活，从理论上来说，的确取得了个体的利益最优，但这并不是实际上的利益最大化，局中人在损害他人的利益的同时，也损害自己的利益如果从为他人着想的目的出发，双方都选择合作时，反而共同取得“双赢”从生物学的角度来说，在多次博弈中，正是这种“合作”的个体推动了整个种群的发展事实上我们在生活中经常处于“囚徒困境”的状态比如现阶段最热门议题的房价，买房子的人就处于“囚徒”的两难境地，到底现在买还是将来买，如果买，要买哪里的房，等等，显然，如果大家都不买，开发商为了销量不得不降价，如此一来大家又抢着买，开发商为了利。