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职业:大学教师 专业:经济学

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社会科学行为实验简报(1):c20网络结构的pd博弈实验  

2009-05-11 08:18:26|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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  简报:C20网络结构的PD博弈实验

关键词:C20   网络PD   无限期PD  博弈实验

2009年5月7日下午2点到4点半,浙江大学经济学实验班(06、07级)在罗卫东老师主讲的发展经济学课堂上进行了第一次经济学实验。其中的一场实验是C20网络结构上的固定邻居关系的无限期囚徒困境博弈。实验在浙江大学紫金港校区计算中心306室,经济实验中心实验室举行。浙江大学的经济学博士生CC、QQ、MM,浙江大学跨学科中心的Y老师辅助了实验的实施,负责实验登记表的发放,实验奖品的发放和电脑故障的排除等,浙江大学经济实验中心的YYF老师提供了设备维护等服务,浙江大学城市学院ZJA老师在现场观摩。主讲教师罗卫东宣布实验开始。WZJ和XB为实验的责任人。

一、实验简介

囚徒困境是博弈论的经典案例。在这次实验中,局中人的策略限定为合作(cooperate,C)或背叛(defect, D)两种,所谓合作是指自己失去1,让对方获得3,即对方收益为3,我方收益为-1,而背叛则是指从对方那里获得1,即对方收益为-1,我方为1(见表1)。

                     表1:合作与背叛的定义

 

自己的收益

对方的收益

C

-1

+3

D

+1

-1

 

表2:支付矩阵(只显示我方收益)

对  方

我方

C

D

C

2

-2

D

4

0

每对博弈的局中人为2人,由此形成2*2的支付矩阵。这样就有4种情况,当双方选择合作时,我方的收益是2,如果对方背叛我方合作,则我方的收益是-2,如果对方合作我方背叛,则我方的收益是4,如果双方都背叛,则我方收益为0(见表2 )。

C20结构上的固定伙伴关系的重复囚徒困境博弈是一个探索性的实验。C20结构是正12面体结构,该结构有12个面20个节点,每一个节点有3条边,分别与另外3个节点连接,构成3对邻居关系。(如图1)C20结构上的博弈就是一场实验中的20个人分别占领一个节点,与3个邻居进行不定期的重复博弈(实际进行了31轮)。

图1:C20结构(右图为拓扑图)

实验中给学生发放了实验记录纸,可以记录与每一个博弈方的博弈的策略和收益,以及对方的策略和收益,从而便于局中人回顾历史,比较不同策略的结果,作出下一步的决策(见表3)。

表3:C20结构博弈实验记录表

该囚徒困境博弈有以下几个特点:

首先,这是一个固定关系的博弈,自始至终,博弈对象不变;

第二,这是一个不定期的博弈,实验中参与者并不知道实验会进行多少轮;

第三,每一个局中人有三个博弈对象,作为实验的参与者,可以同时接触不同的策略者,扩大了可接触的策略范围,同时提供了同样策略在不同的对象上进行试验的机会;

第四,每一个局中人占领一个节点,与固定的3个邻居进行博弈,这构成了他的领地,其他人不能进入领地与他博弈,他也不能进入其他人(不包含邻居)的领地进行博弈,这样的结构使得策略的“无缘由”入侵变得困难。

第五,每一个局中人通过邻居的邻居,最后构成一个球体,为策略的传导,或者“有缘由的”策略入侵提供了路径。

总之,这是一个具有稳定结构的固定博弈关系的不定期囚徒困境博弈。

实验要求学生之间相互不能以任何方式交流,独立决策,并做好实验记录,最后计算得分。当学生听完讲解并正确回答了实验相关的问题后,就获得了5包M&M巧克力,实验中,每增加30分,个人账户就增加1包巧克力,每减少30分,就减少1包巧克力。实验结束后由实验助理根据实验记录表记录的成绩发放巧克力(可以根据学生口味换彩虹糖)。实验室有50人的座位,20人博弈,相互保持了必要的距离,实验现场秩序良好。

二、实验目的

从教学的角度看,作为一个探索性实验,首先试图让学生在有更多的博弈对象的情况下,通过实际的博弈了解博弈论的初步知识;其次,通过自己的博弈,了解博弈过程中策略变化的规律,体会合作、背叛与收益之间的关系,探索合作形成的条件。

从研究的角度看,第一,这次实验是重复博弈,并且每人有3对博弈,因此,为观察和统计博弈策略提供了较多的样本;其次,这次实验是将两两配对的囚徒困境博弈变换为网络结构关系的博弈,从而为观察网络结构关系对PD博弈的影响提供了现实途径,我们可以将有网络结构的PD和没有网络结构的PD进行对比,从而得到网络PD的演化特征;第三,观察“领地”对博弈的影响;第四,观察是否存在策略的网络传导;第五,为网络结构的其他实验如PGG实验提供了基础和研究的参照。

从研究的技术基础角度看,网络结构的PD博弈为许多网络结构的实验做好了准备,为研究各种社会结构对合作形成的影响以及社会结构对信任、公共品博弈等的影响准备了基础。

或许值得一提的是,C20不仅是多种多样的社会结构的一个基础,而且,这种结构上的研究可能导致交叉研究的出现。

三、实验结果:合作策略与财富收益呈明显的正相关

如图2,横坐标表示每轮的平均合作次数,纵坐标是每轮平均得分,二者呈明显的正相关。这表明在一个稳定的网络结构中,如果人员关系是固定的,则合作容易形成,并成为均衡状态。

 

图2 C20结构下的合作策略使用次数与平均财富之间的关系

(横坐标表示每轮的平均合作次数,纵坐标是每轮平均得分)

至于这样的网络结构与非网络结构相比有什么特点等一系列问题,还需要对比其他实验数据。进一步的实验结果将在正式的工作报告中给出,这里只给出一个简单的报告。


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