2011年7月16日 星期六

俾斯麥海域空襲戰The Battle of the Bismarck Sea

敵我雙方的選擇為納許均衡
二次世界大戰時美、日兩國在南太洋戰爭打的如火如荼,1943年2月28日日本艦隊奉命從新不列顛島的拉包爾Rabaul運送軍隊6900人到新幾內亞的萊城Lae,參加戰鬥。

日本海軍有兩條路線可以選擇,一條是北線一條是南線。由於熱帶颶風剛過,北線是下雨天,而南線是晴天,日本艦隊不管走那條路線,航程都是三天,航程圖如下:

美國空軍知道日本艦隊即將行動,想要用轟炸機轟炸日本艦隊,但是他們不知道日本艦隊走那條路線,他們要選擇其一條路線(北線或南線)來進行轟炸任務。如果日本艦隊的路線剛好是美國轟炸機轟炸的路線,則美國空軍可以完整的轟炸三天,如果不是,等繞回另外一條路線時,則美國失去一天攻擊的機會。另外下雨天的北線也會因為視線不良,使其轟炸機相當損失一天轟炸的戰果。有了以上天氣狀況及選擇的條件後,如果你是美國空軍指揮官(Kenney)會選擇轟炸那條路線?如果你是日本艦隊指揮官(Imamura)會選擇航行那條路線以減少航隊被轟炸的損失?
我們可以用賽局理論的矩陣圖(Bi-Matrix)分析,有4種情況如下圖:

1.如果美國空軍選定轟炸北線,而日本艦隊也走北線,因為北線雨天(損失一天),美國空軍有轟炸兩天的戰果,相對日本海軍兩天被轟炸的損失。
2.如果美國空軍選定轟炸北線,而日本艦隊走南線,繞完北線去轟炸南線,則美國失去一天攻擊的機會,天氣晴朗,美國空軍還有轟炸兩天的戰果,相對日本海軍兩天被轟炸的損失。
3.如果美國空軍選定轟炸南線,而日本艦隊走北線,繞完南線去轟炸北線,則美國空軍失去一天攻擊的機會,因為北線雨天,又損失一天,美國最後只剩下轟炸一天的戰果,相對日本海軍一天被轟炸的損失。
4.如果美國空軍選定轟炸南線,而日本艦隊走南線,天氣晴朗,可以完完整整的炸三天,相對日本海軍三天被轟炸的損失。
我們用劣勢削除法,可以分析納許均衡為:美國空軍選定轟炸北線,而日本海軍同樣也選擇航行北線。我們翻開二戰的歷史來看,日本海軍指揮官木村昌福少將(Imamura)面對美軍的優勢空權,最後選擇最小損失的北線來運輸船隊,美國空軍指揮官喬治·肯尼(Kenney)知道日軍一定會選擇北線,雖然選擇南線可能會獲得最大轟炸戰果(三天),但最終還是選擇北線,結果日軍運輸艦8艘,驅逐艦4艘被擊沉,士兵3千多名落海失蹤或被炸死,損失物資達2千多噸。
參考來源:O. HAYWOOD, “Military Decisions and Game Theory,” Journal of the Operations Research Society of American (November 1954), pp. 365-385.

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