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现在,已知的情况是齐王的马比孙膑的马好,孙膑的马比田忌的好。孙膑与齐王比赛则每局有0.4的可能性取胜,跟田忌比赛则有0.7的可能性取胜。那么,孙膑最好选择先与谁进行比赛呢?
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乍一看,孙膑先与田忌比赛,则与齐王只需要赛一局,似乎比较有利。而另一方面由于要连胜两局,第二局非胜不可,则似乎又应选择与田忌赛第二局,因此先与齐王比赛好像更有利。究竟应该怎么选择呢?不妨推导看看。
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假设孙膑胜齐王的概率为a,胜田忌的概率为b,且a<b(胜田忌更容易)。孙膑要连胜两局,则必须是“胜胜胜”、“胜胜败”或“败胜胜”。故先与齐王赛则获胜的概率为:aba+ab(1-a)+(1-a)ba=ab(2-a)。若先与田忌赛,则获胜的概率为bab+ba(1-b)+(1-b)ab=ab(2-b)。因为a<b,所以这里应该先选择与齐王比赛获胜的概率更大。如果把a=0.4,b=0.7代入前面的计算,则可发现,如果先与齐王比赛,则孙膑获胜的概率为0.448,如果先与田忌比赛,则孙膑获胜的概率为0.364。
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有时候确定一下与对手竞争的顺序,对自己是有好处的。
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这个故事说明,有时候确定一下与对手竞争的顺序,对自己是有好处的。小到体育比赛日程的安排,大到国家法案立法讨论的顺序,往往都可以影响成败的概率。这也是在竞争中,人们在赛前纷纷展开影响竞争顺序安排的游说活动的原因。
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三方对决:弱者的生存之道
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下面要讲的例子在我的《身边的博弈》一书中曾提到其简单版本,现在考虑得相对复杂一点,概率计算上也更为困难一点。建议有概率论基础的读者阅读;无概率论基础的读者可跳过分析过程。
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A、B、C三人决斗,每人每次发射一枪。A枪法最差,命中概率为PA;B一般,命中概率为PB;C是神枪手,命中概率为1。显然PA<PB<1。三位按照ABC的顺序依次发射,直到只剩一人存活。每个射手,在轮到其发射时,他可以选择任一对手开枪射击,也可以对空射击(不会射杀任何人)。假设任一射手一旦中枪即毙命,死亡的射手不允许再射击。
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现在的问题是:A的最佳策略是什么?
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A的最佳策略,应当是使A有最大生存机会的策略。为了寻找最佳策略,可以这样分析:如果只剩下一个对手,那么最佳的选择就是向那个对手开枪;如果两个对手都存在,而轮到A射击时,那么情况就与博弈开始时由A射击的情况一样。所以,只需要重点考虑A刚开始博弈时会怎么选择。
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A刚开始博弈时面临的选择不外乎三种:对空发射、对C发射、对B发射。对此三种情况逐一分析。如果A射B,若射杀B,就等于签了死亡协议(因为接下来就是C射A);若没能射杀B,则与对空放枪没两样,接下来B会先攻击C(因为C比A对B更危险),A就赚得一轮机会。结论是:对B发射的策略,严格劣于对空发射的策略。再看A射C的情况,若射杀C,则接下来该B射A,因此A存活概率不会超过1-PB;若未能射杀C,则接下来B射C,无论B是否得手,A存活的概率都不低于PA(请读者想想为什么)──而未射杀C与对空发射并无两样。显然,只要PA≥1-PB,则射杀B也严格劣于对空发射。最终的结论是,若PA≥1-PB,则A的最佳射击策略是:B、C都存在时就始终对空发射,若B、C仅剩一人则对幸存者发射。当然,不能排除有这样的情况,PA<1-PB,此时A选择射C还是对空发射,就需要更细致的分析才可以讨论。[2]
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容易发现,当B稍强时,A最好先放手,让B对付C,然后再与B和C的幸存者拼命;若B也较弱,那么A应当先协助B对付C,以谋求更大的生存机会。
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这个例子也刻画了现实生活中弱者的生存之道。在一强两弱的三方对决中,如果次强者相对较强,那么弱者最好是退一步,让次强者与强者争锋,然后再与其中的胜者拚命;如果次强者能力与弱者也相差无几,那么弱者应与次强者联合对付强者,然后再与次强者拚命。历史上的三国,就是这样一种情形。[3]其对于现实生活的启示,还可参见《身边的博弈》的第1章。
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在一强两弱的三方对决中,如果次强者相对较强,那么弱者最好是退一步,让次强者与强者争锋,然后再与其中的胜者拚命;如果次强者能力与弱者也相差无几,那么弱者应与次强者联合对付强者,然后再与次强者拚命。
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[1]对俄罗斯轮盘赌问题还有不少推广,可参见D.Sandell, Fair Russian Roulette,The Mathematical Scientist 22,1997,52-57。
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[2]分别考虑A的如下三种策略:
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(1)对空发射。若A对空发射,则A获胜的可能的后续情况如下:①B射中C,A射中B;②B射中C,“A未射中B,B未射中A”循环n次(n≥1),然后A射中B;③B未射中C,C射中B,A射中C。令表示采取对空发射的策略,那么A获胜(存活)的概率为
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(2)A射向C。此时,若A未射中C,则事态将如同策略(1)的发展;若A射中C,则事态发展为:B未射中A,“A未射中B,B未射中A”循环n次(n≥0),然后A射中B。令表示采取策略射向C,则A获胜的概率为
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(3)A射向B。此策略有两种可能性,其一是A射中B,则A随即将被C射杀;其二为A未射中B,则此时状态发展同策略(1)是一样的。从而A获胜的概率为。显然,因为1-PA<1,因此始终有,说明策略(3)始终劣与策略(1),因此A始终不会选先射杀B的策略。策略(2)和策略(1)相比较,谁的存活概率大则A就选谁:
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