2014年5月25日 星期日

山豬搶食賽局

生物演化穩定策略(evolutionary-stable strategy, ESS)
有兩個同類的動物(例如兩隻愛吃食物的豬),它們為了爭奪食物,通常會有兩個策略-鷹和鴿,鷹的策略較強硬具有攻擊性,鴿的策略較溫和願意和競爭者分享食物而避免打架。
當它們競爭一個有價值的食物V時,如果兩個動物都採用鷹的策略時,它們會打架,雙方受傷而付出代價為C,每隻動物都只能得到一半的食物V/2,打架而付出的代價也各為一半C/2,兩個動物得到的期望報酬各為(V-C)/2。當兩隻豬都採用較溫和的鴿策略時,雙方不會打架,共同分享一半的食物,各得到報酬為V/2,如果一隻豬來硬的鷹策略,另一隻容忍用鴿策略,來硬的豬會得到V,容忍的豬會得0,什麼都沒得到。報酬矩陣圖如下:


這場賽局會變成囚犯困境(Prisoner’s dilemma)的賽局或者是懦夫賽局(Chicken game),以下我們比較“理性地策略選擇均衡方式”和“快速繁殖獲利的選擇方式”兩種不同的分析。
A. 理性均衡策略(Nash Equilibrium)
如果V>C,這賽局是囚犯困境(Prisoner’s dilemma)的賽局,雙方選擇(鴿, 鴿)是最好的結果,但鷹是優勢策略(dominant strategy),最終它們都會選擇(鷹, 鷹)。
如果V<C,這賽局是懦夫賽局,這賽局存在兩個純粹策略均衡:(鷹, 鴿),(鴿, 鷹),以及一個混合策略均衡,我們假設豬B選擇鷹策略的機率為p,豬A的選擇鷹與鴿混合策略的期望效用會相等,得到以下式子:



B. 演化穩定策略 (evolutionary-stability)當VC
首先我們假設鷹策略的豬佔有多數,大部分的豬都用鷹的策略,運用鴿策略的豬為少數的突變(mutant Doves),突變豬(鴿)入侵到用鷹策略佔有多數豬(鷹)群體中,在這賽局中,突變豬的類型為m類,佔全體豬的數量比例為d,多數豬(鷹)用鷹策略的豬佔全體豬的數量比例為1-d,我們用亂數配對,一個豬(鷹)遇上突變豬(鴿)的比例為d,獲得V,而遇到一隻豬(鷹)的比例為1-d,獲得(V-C)/2,所以我們可以算出一個豬(鷹)的適應性(fitness)為〔dV+(1-d)(V-C)/2〕。同樣地,也可以算出一個豬(鴿)的適應性(fitness)為〔d(V/2)+(1-d)*0〕。因為V>C,所以(V-C)/2>0,且V>0,V>V/2,d的值介於0和1之間,我們可以得知


因此我們可知豬(鷹)的適應性較大,突變豬(鴿)無法入侵到多數豬(鷹)群體中,豬(鷹)是演化穩定策略EES。也就是不管突變豬(鴿)的比例d為多少,經過不斷地配對演化,豬(鷹)的比例會漸漸增加,最後會站於優勢(predominant)。也就是,如果群體中豬(鴿)占多數,豬(鷹)占少數為突變豬,經過配對演化後,突變豬(鷹)最後還是站於優勢(predominant),漸漸讓豬(鴿)變不見。這結果和理性的均衡解(也就是囚犯困境)一樣(鷹, 鷹)。
C. 演化穩定策略 (evolutionary-stability)當V<C時
同樣地,我們假設用鷹策略的豬佔有多數,大部分的豬都用鷹的策略,運用鴿策略的豬為少數的突變豬(mutant Doves),兩個種豬得到的適應性和上一節一樣。因為V<C,所以(V-C)/2<0,且V>0,但是因為d非常小,我們可以得知

因此,突變豬(鴿)比多數豬(鷹)的適應性還高,所以可以入侵成功,讓豬(鷹)都變成豬(鴿)。
但是如果剛開始的群體大多數都是豬(鴿),我們就應該考慮少數突變豬(鷹)的比例,是否可以成功入侵多數豬(鴿)的群體?在這賽局中,豬(鷹)的類型為m類,佔全體豬的數量比例為h,多數豬(鴿)用鷹策略的豬佔全體豬的數量比例為1-h,我們用亂數配對,一個豬(鴿)遇上突變豬(鷹)的比例為h,獲得0,而遇到一隻豬(鴿)的比例為1-h,獲得V/2,所以我們可以算出一個豬(鴿)的適應性(fitness)為〔h(V/2)+(1-h)x0〕。同樣地,也可以算出一個豬(鷹)的適應性(fitness)為〔h(V-C)/2+(1-h)V〕。因為V<C,所以(V-C)/2<0,且V>0,但是d的值非常小,我們可以得知

因此,突變豬(鷹)比多數豬(鴿)的適應性還高,所以可以入侵成功,讓豬(鴿)都變成豬(鷹)。
由以上兩個情況,不管豬是用那一種策略,只要是突變豬,都能入侵成功,因此,V<C這賽局沒有演化穩定策略EES。
參考來源: Games of Strategy, Dixit and Skeath, 2007.

Safety and Security Advice

National Emergency Phone Numbers
(Information provided from Information for Foreigners Website)
You are advised to call the hotline for 24 hours assistance at 0800-024-111 if you have difficulty communicating with the duty officer of 119 or 110 because of language barrier.
Service unitsPhoneServices summary
Police110Criminal offence, traffic accidents and other incidents requesting police assistance.
Fire departments119Fire, assisting accident casualties and other emergencies requesting urgent assistance.
Domestic violence help line113Provides 24 hour emergency assistance in cases of domestic abuse and legal and psychological services for injured parties.

WHEN YOU GO OUT AFTER DARKMAKE SAFE CHOICESPolice 110,Campus Security Hotline (03)2657777 or (03)2655555

Traffic Accidents
Already last semester, some traffic accidents have been reported, all on off-campus. These accidents are caused by “Driving too close behind”, “speeding”, “did not pay attention to the vehicles on both sides”, and “did not let the vehicle which are moving straightforward”.
Tips on Being Safe
  • Speeding is the most important reason behind the accidents.
  • When vehicles are moving at high speeds, drivers are required to pay attention to the vehicles on both sides more intensively than usual.
  • Motorcycle riders and passenger should wear safety helmets. (If they do not wear helmets, motorcycle driver will be fined NT$ 500 according to Taiwan Traffic Penalty Rules.)
  • Riding motorcycle should keep a safety distance.
  • If you ride a motorcycle or drive a car without driving license, you will be punished for a fine 6000-12000 NT dollar.
  • If you cause accidents and result in either injuries or death, drivers are required to take the first-aid measures immediately, comply with legal requirements regarding accidents, and notify police (Call 110 and 119) authority to process the accidents. You may not remove your vehicles and anything related to the accidents. You should call CYCU emergency office. (Call 03-2657777, or 03-2655555)
  • After traffic accident, you can apply to insurance benefits at student affair section using hospital payment receipt.
On-campus Safety
Last semester, at outdoor basketball field and gym, students played ball and did not pay attention for their property. Therefore, somethings were stolen from the students in PE class.
Tips on Being Safe
  • Never leave wallets, purses, checkbooks, laptops and other personal property of value lying visibly in a playground or vehicle or unattended in public places.
  • Avoid isolation. After dark, walk with others.
  • All women's lavatories are installed with the emergency button. If you meet any emergency situation, you can push it and call security officer (call 03-2657777, or 03-2655555) and then security officer will give you assistance.
Off-campus Housing
Tips on Being Safe
  • Don’t overload electrical circuits.
  • All electrical outlets work and all wiring is safe. Fuse box is accessible.
  • If you suspect someone has received an electric shock you must ensure all power sources are isolated before you can treat the casualty.
  • Are the buildings and grounds well maintained?
  • Are there fire extinguishers in the unit?
  • If a fire breaks out, GET OUT and CALL 119.
  • Do not panic in the event of a fire emergency.
  • Never lock fire exits or doorways, halls or stairways.
  • Learn your buildings evacuation plans.
  • Learn the sound of your building’s fire alarm and post emergency numbers near all telephones.
Others
  • The Law for Maintaining Social Order (社會秩序維護法) prohibits any unreason­ably loud noise that disturbs the quiet and comfort of a person with ordinary sensibilities. The Law contains restrictions on the level of noise and the distance from which the noise is coming. The noise cannot be so intense that it is offensive or disturbing. Violations of the law may result in criminal charges. Be smart! Don’t speak loudly late at night and disturb your neighbors.
  • Do not drink too much alcohol in social situations, especially meeting friend at Public Area.
  • Heavy drinking along with drunk driving increases your chances of serious injury or death. Heavy drinking is also linked with physical fighting, destroyed property, school and job problems, and trouble with law enforcement authorities.
  • Taiwan implemented an indoor public area smoking ban on Jan. 11, 2009. Smoking is forbidden in indoor spaces with more than three people, and businesses post “No Smoking” signs. Those who smoke in places where smoking is banned are subject to a fine of NT$2,000 to NT$10,000.
  • Some punishments will be issued if student smokes in our school according to CYCU regulation. 

賽局理論與決策理論的不同處

印度有一個故事,一個賣帽子的商人到城市批了一大籃帽子,他帶著這些帽子走到森林中看到一個大樹,因為太累於是坐下來休息,他用一個帽子遮蓋自己的雙眼小睡一會兒,當他醒來時發現有一群猴子把他買來的帽子戴在頭上,並且爬到大樹上玩耍,商人一時不知道如何將這些帽子拿回來,於是口出穢言非常生氣地將自已頭上戴的帽子往地上一丟,沒想到,這些猴子模仿商人氣憤的動作,也將自已頭上戴的帽子丟在地上,商人看到這些帽子掉到地上,於是迅速地將這些帽子收回籃子,回到家裏向兒子及孫子述說這件有趣的事。過了30年,商人的孫子也當起賣帽子的商人,有一天商人的孫子,同樣地到城市批了一大籃帽子,走到森林中看到一個大樹,於是坐下來小睡一下,當他醒來時發現有一群猴子把他買來的帽子戴在頭上在大樹上玩耍,他想起30年前阿公跟他講:猴子戴帽的故事,於是高興地將他的帽子丟到地上,很奇怪的,樹上沒有一隻猴子將帽子丟到地上,突然有一隻猴子跳下來,走到商人面前,把商人的帽子撿起來,並賞了商人一記耳光,對他說:你有阿公,我也有阿公?

這個故事告訴我們一個理性的人在做決策時,應該要考慮你的對手在想什麼?我們跟他人再做競爭時,一定會有互動,有了互動後你必須考量對方的策略和你的策略,他出的策略是什麼?你有什麼樣的策略去應對?會產生怎麼樣的結果?如果你只是單方面考慮到自已的話,是不夠周全,我們人在這社會中,只要你和別人有競爭,有互動時,你就應該要考慮到對方,不是只有自已。

什麼是共同知識?

•三位幼稚園的小學生上塗鴉課時都把臉都弄髒了,他們三人圍坐在老師身旁,老師一個一個的問每一位小學生:自己的臉是否弄髒?猜對有獎勵,猜錯會被處罰。
•老師問第一位「至少有一人是髒臉」,第一位無法猜出。
•老師問第二位「至少有一人是髒臉」,第二位也無法猜出。
•最後,老師問第三位「至少有一人是髒臉」,第三位可以猜出。Why?
•因為教室沒有鏡子,三位小學生都不知道:所有人的臉都是髒的。當老師問第一位時,他看到另外二位的小朋友是髒臉,他心裏會想:如果另外二位的臉是乾淨的,我就可以根據老師那句話猜自己是髒臉;可惜另外二位小學生的臉是髒的,所以自己有可能是乾淨的,所以第一位小學生怕猜錯被罰而不敢猜。接著老師問第二位小學生,第二位心想:第一人不敢猜應該是因為看到:在他之外至少有一張髒臉,所以我和第三位同學中至少有一張髒臉;如果第三位同學臉是乾淨的我就能猜了,可是我看到第三位同學的臉是髒的,所以我也難以判斷我的臉是髒還是乾淨的,還是不要猜。老師最後問第三位,他想:從第一位的不猜,第二位同學應能推理出第二位和第三位中至少有一張髒臉,如果他觀察到我的臉是乾淨的,那第二位同學已經可以猜自己臉是髒的;可是看到他不敢猜,可見他觀察到我的臉是髒的。所以,我敢猜我的臉是髒的。

剪刀石頭布重覆賽局

國小一年級和同學玩剪刀石頭布賽局,就發現採用以牙還牙策略(Tit-for-Tat:TFT)可以贏同學較多次,當時的班長還嘖嘖稱奇,問我用什麼方法?我當時不願告訴他,現在我來解釋為什麼會贏。
我們在上節證明如果是囚犯困境賽局進行長期的賽局,以牙還牙策略(Tit-for-Tat:TFT)的報酬是最高的。如果雙人賽局不是屬於囚犯困境的賽局,而殊死戰的零和賽局,用TFT的報酬還是最高的嗎?我們利用第三章的阿西與阿東雙人猜拳的報酬矩陣表4.12,來玩無限次的猜拳比賽,比賽前限定雙方策略規則如下:
1.阿西一直想贏上期阿東出的策略,例如:阿東上一期出「石頭」,阿西下一期認為阿西還會出「石頭」,於是出「布」。
2.阿東用TFT策略,採用阿西上期出的策略。例如:阿西上一期出「剪刀」,阿東下一期就出「剪刀」。
  
阿東
 
  剪刀石頭
阿西剪刀0, 0-1, 11, -1
石頭1, -10,0-1, 1
-1, 11, -10,0
      
表4.12雙人猜拳的報酬矩陣表
以下開始玩無限次的猜拳賽局:
1.假定第一期阿西出「石頭」,阿東出「剪刀」,第一期結果:阿東輸。
2.阿西會想阿東上期輸,猜阿東第二期一定會出「布」來贏我的「石頭」,所以我第二期出「剪刀」來贏阿東出的「石頭」。但是實際第二期阿東用TFT,用第一期(上一期)阿西出的「石頭」,來出第二期。
3.於是第二期阿西出「剪刀」而阿東出「石頭」,第二期結果:阿東贏阿西。
4.第三期阿西會想上期阿東出「石頭」贏,於是第三期猜阿東還是出「石頭」,於是出「布」想贏阿西第三期。第三期阿東用TFT,用第二期(上一期)阿西出的「剪刀」,來出第三期。
6.於是第三期阿西出「布」而阿東出「剪刀」, 第三期結果和上期一樣:阿東又贏阿西。
7.第四期阿西會想上期阿東出「剪刀」贏,於是第四期猜阿東還是出「剪刀」,於是出「石頭」想贏阿西第四期。第四期阿東用TFT,用第三期(上一期)阿西出的「布」,來出第四期。
8.於是第四期阿西出「石頭」而阿東出「布」, 第四期結果和上期一樣:阿東又贏阿西。
9.第五期阿西會想上期阿東出「布」贏,於是第五期猜阿東還是出「布」,於是出「剪刀」想贏阿西第五期。第五期阿東用TFT,用第四期(上一期)阿西出的「石頭」,來出第五期。
10.於是第五期阿西出「剪刀」而阿東出「石頭」, 第五期結果和上期一樣:阿東又贏阿西。
11.第六期阿西會想上期阿東出「石頭」贏,於是第六期猜阿東還是出「石頭」,於是出「布」想贏阿西第六期。第六期阿東用TFT,用第五期(上一期)阿西出的「剪刀」,來出第六期。
10.於是第六期阿西出「布」而阿東出「剪刀」, 第六期結果和上期一樣:阿東贏阿西。
以上第6項(第三期)和第10項(第五期)的結果一樣,只要阿西一直想贏上期阿東出的策略,而阿東只要用TFT策略,這演算法會一直重複下去(三期循環),阿東會一直贏阿西。阿西怎麼辦?總不能當一輩子的光叔(光輸)。
第三章我們算出阿西與阿東玩剪刀石頭布賽局的混合策略納許均衡為(1/3,1/3,1/3),雙方的「剪刀」「石頭」「布」三個策略的均衡機率各為1/3,阿西要用混合策略的方法,也就是用隨機亂數的方式來決定每一期出手的策略,機率「剪刀」=1/3、「石頭」=1/3、「剪刀」=1/3。這樣阿東就無法一直當常勝將軍了。
我們從以上例子發現:不只是囚犯困境的賽局,如果在限定的條件下,參賽者採用「TFT策略」一樣可以獲得較高的報酬。

巧妙的空城計 — 諸葛亮如何化解危機?

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賽局理論的生活化應用

http://www.tma.tw/ltk/99530414.pdf

從邊緣策略看北韓核武賽局

http://www2.cma.edu.tw/u_edu/dep_politics/file/paper/04PO-087.pdf

兩岸賽局與談判策略之研究

http://www.mnd.gov.tw/Upload/200910/%E5%85%A9%E5%B2%B8%E8%B3%BD%E5%B1%80p142-154.pdf

人生就像賽跑

昨天晚上去操場慢跑,最近面對我父親及親愛的哥哥在一年半內,因癌症相繼過世,突然覺得人生就好像跑步,我父親跑完85圈,而我哥也跑完45圈,當我父親及哥哥生病時,而我看到他們快跑不動時,我只有一直向他們吶喊著:加油,但是我無法使出任何力量拉著他們往前跑。

如今我在人生的跑道上已看不到他們,我向天父祈禱:希望能帶他們到美好的地方,那裏沒有病痛,充滿快樂的地方。

人生的跑道上我看到我母親、我妻子、兩個兒子及我兩個姐姐還有他們的家人,仍然在跑道上快樂賣力的跑著,於是我想著自已的責任還未了,繼續的往前跑吧!

沙灘賣冰解釋為什麼同性質的商家會群聚?

好笑的影片!