Кіріспе
Ойын теориясында ойыншының стратегиясы – ойыншының өз әрекеттеріне ғана емес, сонымен қатар басқалардың әрекеттеріне де байланысты болатын жағдайда таңдаған кез келген мүмкіндік. Бұл ғылым негізінен ойыншының әрекеттері арқылы басқа ойыншылардың мінез-құлқына немесе әрекеттеріне қатысты әсерін зерттейді. "Ойындар" дегенге шахмат, бридж, покер, монополия, дипломатия немесе кемелер соғысы сияқты мысалдар жатады. Ойыншының стратегиясы ойынның кез келген кезеңінде қандай әрекет жасалатынын анықтайды. Ойын теориясын зерттегенде экономистер, екі немесе одан көп тараптардың шешімдері арасындағы қарым-қатынастарды талдағанда қолданылатын психологиялық немесе әлеуметтанулық көзқарастарға қарағанда, шешімдерді талдау үшін көбінесе рационалды көзқарас қолданады. Стратегия ұғымы кейде (бұрыс) әрекетпен шатастырылады. Әрекет – ойын барысында ойыншы жасаған нақты бір қадам (мысалы, шахматта ақ фигураның а2 слоны b3-ке жылжуы). Ал стратегия – ойынды ойнаудың толық алгоритмі, ойыншыға ойын барысындағы кез келген мүмкін жағдайда не істеу керектігін көрсетеді. "Стратегияны" нұсқаулар тізімі, ал "әрекетті" – сол нұсқаулар тізіміндегі бір қадам ретінде қарастыру пайдалы. Бұл стратегия әрбір әрекеттің нәтижесіне немесе сыйақысына негізделген. Әрбір қатысушының мақсаты – бәсекелестің әрекеттерін ескере отырып, өзінің сыйақысын бағалау. Мысалы, А бәсекелесі B нарыққа кіреді деп есептесе. Содан кейін А бәсекелесі қатысса және қатыспаса алатын сыйақыны салыстырады. Келесі қадам – B бәсекелесі қатыспайды деп есептеу, содан кейін А бәсекелесі қатысса немесе қатыспаса қай сыйақы артық екенін қарастыру. Бұл әдіс ойыншыға басым стратегияны анықтауға мүмкіндік береді, яғни бәсекелес не істесе де, сыйақыны барынша арттыруға болатын әрекетті таңдауға көмектеседі. Бұл ойыншыларға төменде егжей-тегжейлі қарастырылатын Нэш тепе-теңдігін анықтауға да көмектеседі. Стратегиялық профиль (кейде стратегиялық комбинация деп аталады) – барлық ойыншылардың стратегияларының жиынтығы, ол ойындағы барлық әрекеттерді толық анықтайды. Стратегиялық профиль әрбір ойыншы үшін бір ғана стратегияны қамтуы керек.
In game theory, a player's strategy is any of the options which they choose in a setting where the optimal outcome depends not only on their own actions but on the actions of others. The discipline mainly concerns the action of a player in a game affecting the behavior or actions of other players. Some examples of "games" include chess, bridge, poker, monopoly, diplomacy or battleship. A player's strategy will determine the action which the player will take at any stage of the game. In studying game theory, economists enlist a more rational lens in analyzing decisions rather than the psychological or sociological perspectives taken when analyzing relationships between decisions of two or more parties in different disciplines. The strategy concept is sometimes (wrongly) confused with that of a move. A move is an action taken by a player at some point during the play of a game (e. g., in chess, moving white's Bishop a2 to b3). A strategy on the other hand is a complete algorithm for playing the game, telling a player what to do for every possible situation throughout the game. It is helpful to think about a "strategy" as a list of directions, and a "move" as a single turn on the list of directions itself. This strategy is based on the payoff or outcome of each action. The goal of each agent is to consider their payoff based on a competitors action. For example, competitor A can assume competitor B enters the market. From there, Competitor A compares the payoffs they receive by entering and not entering. The next step is to assume Competitor B does not enter and then consider which payoff is better based on if Competitor A chooses to enter or not enter. This technique can identify dominant strategies where a player can identify an action that they can take no matter what the competitor does to try to maximize the payoff. This also helps players to identify Nash equilibrium which are discussed in more detail below. A strategy profile (sometimes called a strategy combination) is a set of strategies for all players which fully specifies all actions in a game. A strategy profile must include one and only one strategy for every player.
Стратегиялық жиынтық
Ойыншының стратегиялық жиынтығы оларға қолжетімді стратегияларды анықтайды. Стратегиялық профиль – стратегиялық жиынтықтардың тізімі, ең қажеттісінен ең аз қажеттісіне дейін реттелген. Ойыншының стратегиялық жиынтығы шекті болса, олардың нақтылы стратегияларының саны белгілі болады. Мысалы, тас-қағаз-қайшы ойынында әр ойыншы бір ғана қимыл жасайды – және әр ойыншының қимылы екінші ойыншының білмейтін күйде жасалады, жауап ретінде емес, сондықтан әр ойыншының стратегиялық жиынтығы {тас, қағаз, қайшы} болады. Әйтпесе, стратегиялық жиынтық шексіз. Мысалы, торт бөлу ойынында стратегиялық жиынтықта стратегиялардың шектелген континуумы бар: {тортты 0-ден 100 пайызға дейін кез келген жерден кесу}. Динамикалық ойындарда, уақыт бойынша ойналатын ойындарда стратегиялық жиынтық – ойыншының роботқа немесе агентке ойынды қалай ойнау керектігі туралы бере алатын ережелер жиынтығынан тұрады. Мысалы, ультиматум ойынында екінші ойыншының стратегиялық жиынтығы – қабылдауға және қабылдамауға болатын ұсыныстардың барлық ережелерінен тұрады. Бейес ойынында немесе ойыншылар бір-бірі туралы толық емес ақпаратқа ие болған ойындарда стратегиялық жиынтық динамикалық ойындағыдан ұқсас. Ол – кез келген жеке ақпарат үшін қандай әрекет жасау керектігін анықтайтын ережелерден тұрады.
Стратегиялық жиынтықты таңдау
Ойын теориясының қолданбалы түрінде стратегиялық жиынтықтың анықтамасы – ойынды бірден шешімге келтіріп, мағыналы ету өнерінің маңызды бөлігі. Ойын теоретигі жалпы мәселені, яғни екі немесе одан көп ойыншы арасындағы қақтығысты біліп, стратегиялық кеңістікті шектеу арқылы шешімді жеңілдете алады. Мысалы, "Ультиматум" ойынында ойыншының стратегиясы мынадай болуы мүмкін: ($1, $3, $5, $19) сомаларын қабылдамау, ($0, $2, $4, $20) сомаларын қабылдау. Мұндай барлық стратегияларды ескергенде стратегиялық кеңістік өте үлкен болып шығады, ал мәселенің өзі қиындап кетеді. Ойын теоретигі стратегиялық жиынтықты былай шектеуге болады: {x-тен төмен немесе тең соманы қабылдамау, x-тен жоғары соманы қабылдау; x ($0, $1, $2, $20) аралығында}.
Таза және аралас стратегиялар
Таза стратегия ойыншының ойынды қалай ойнайтынын толық анықтайды. Таза стратегияны ойын барысындағы байқауларға байланысты нақты жоспар ретінде қарастыруға болады. Атап айтқанда, ол ойыншының кез келген жағдайда қандай қимыл жасайтынын анықтайды. Ойыншының стратегиялар жиыны – ол ойыншыға қолжетімді таза стратегиялардың жиыны. Аралас стратегия – әрбір таза стратегияға ықтималдық тағайындау. Аралас стратегияны қолданған кезде, көбінесе ойынды таза стратегия арқылы рационалды түрде сипаттау мүмкін болмайды. Бұл ойыншыға таза стратегияны кездейсоқ түрде таңдауға мүмкіндік береді. (Мысалы, келесі бөлімде қараңыз.) Ықтималдықтар үздіксіз болғандықтан, ойыншы үшін шексіз көп аралас стратегиялар бар. Ойыншының стратегияларына ықтималдықтар тағайындалғандықтан, нақты сценарийлердің нәтижесін талқылағанда, нәтижені "күтілетін нәтиже" деп атау керек. Әрине, таза стратегияны аралас стратегияның шектес жағдайы ретінде қарастыруға болады, онда белгілі бір таза стратегия 1 ықтималдығымен, ал қалған стратегиялар 0 ықтималдығымен таңдалады. Толық аралас стратегия – ойыншы әрбір таза стратегияға қатаң оң ықтималдық тағайындайтын аралас стратегия. (Толық аралас стратегиялар тепе-теңдікті жетілдіру үшін маңызды, мысалы, дірілдеген қол тепе-теңдігі.)
Маңыздылығы
Джон Форбс Нэш өзінің атақты еңбегінде кез келген шекті ойынның тепе-теңдігі болатынын дәлелдеді. Нэш тепе-теңдігін екі түрге бөлуге болады. Таза стратегиялық Нэш тепе-теңдігі – барлық ойыншылар таза стратегияларды қолданатын Нэш тепе-теңдігі. Аралас стратегиялық Нэш тепе-теңдігі – кем дегенде бір ойыншы аралас стратегия қолданатын тепе-теңдік. Нэш кез келген шекті ойынның Нэш тепе-теңдігі болатынын дәлелдегенімен, барлығында таза стратегиялық Нэш тепе-теңдігі болмайды. Таза стратегияда Нэш тепе-теңдігі жоқ ойын мысалы ретінде "Тікелей сыйлық" ойынына қараңыз. Дегенмен, көптеген ойындарда таза стратегиялық Нэш тепе-теңдігі бар (мысалы, "Үйлестіру ойыны", "Тұтқынның дилеммасы", "Бүркіт аулау"). Сонымен қатар, ойындарда таза және аралас стратегиялық тепе-теңдіктердің екеуі де болуы мүмкін. Оңай мысал – таза координациялық ойын, онда таза стратегиялардан басқа (А,А) және (В,В) аралас тепе-теңдік те бар, онда екі ойыншы да кез келген стратегияны 1/2 ықтималдығымен қолданады.
Аралас стратегияларды түсіндіру
1980 жылдары аралас стратегиялар тұжырымдамасы "интуитивті түрде қиын" болғандықтан қатты сынға ұшырады, себебі олар нашар Нэш тепе-теңдігі болып табылады және ойыншы тепе-теңдік стратегиясының ықтималдығын сақтау ма, әлде басқа ықтималдыққа өту ма, дегенге қанағаттанбайды. Ойын теориясының маманы Ариэль Рубинштейн осы тұжырымды түсінудің басқа жолдарын ұсынады. Біріншісі, Харсаньи (1973) ұсынған, "тазарту" деп аталады және аралас стратегиялардың түсіндірмесі ойыншылар туралы біліміміздің жетіспеуі мен олардың шешім қабылдау процесін білмеуімізді көрсетеді деп есептейді. Содан кейін, көрінетін кездейсоқ таңдаулар белгіленбеген, нәтижеге әсер етпейтін сыртқы факторлардың салдары ретінде қарастырылады. Нэш тепе-теңдігі іс-қимылдар емес, сенімдегі тепе-теңдік ретінде қайта қарастырылды. Мысалы, "Тас-қағаз-қайшы" ойынында сенімдегі тепе-теңдікке сәйкес, әр ойыншы екінші ойыншының кез келген стратегияны ойнау мүмкіндігіне теңдей сенім білдіреді. Алайда, бұл түсінік Нэш тепе-теңдігінің сипаттау мүмкіндігін төмендетіп, әр ойыншының ойынның әр кезеңінде тек "Тас" стратегиясын таңдауына мүмкіндік береді, тіпті уақыт өте келе ықтималдықтар аралас стратегияға сәйкес болса да.
Жүріс-тұрыстық стратегия
Аралас стратегия таза стратегияларға ықтималдық үлестірімін тағайындайды, ал мінез-құлық стратегиясы әрбір ақпараттық жиынтықта мүмкін болатын әрекеттер жиынына ықтималдық үлестірімін тағайындайды. Бұл екі ұғым нормативтік формадағы ойындарда тығыз байланысты болғанымен, кеңейтілген формадағы ойындарда әртүрлі салдарға ие. Шамамен айтқанда, аралас стратегия ойын ағашы арқылы детерминистік жолды кездейсоқ түрде таңдайды, ал мінез-құлық стратегиясын стохастикалық жол деп қарастыруға болады. Аралас және мінез-құлық стратегиялары арасындағы байланыс Кун теоремасының тақырыбы болып табылады, ол дәстүрлі ойын теориялық гипотезаларға мінез-құлықтық көзқарас ұсынады. Теореманың нәтижесінде, кез келген шекті кеңейтілген формадағы ойында, кез келген ойыншы үшін және кез келген аралас стратегия үшін, басқа ойыншылардың стратегияларының кез келген комбинациясына қарсы, аралас стратегиямен бірдей терминалдық түйіндер бойынша ықтималдық таралуын тудыратын мінез-құлық стратегиясы бар екендігі анықталады. Керісі де дұрыс. Кемелді есте сақтаудың теңдестік үшін қажеттілігіне әйгілі мысал Пикчионе және Рубинштейн (1997) өздерінің "Абсентті ақыл-ой жүргізушісі" ойыны арқылы келтірген.
Нәтижелердің теңдестігі
Нәтижелік теңдестік i ойыншының аралас және мінез-құлық стратегиясын, i ойыншының қарсыласының таза стратегиясына қатысты қарастырады. Нәтижелік теңдестік – i ойыншы қолданатын кез келген аралас және мінез-құлық стратегиясы үшін, I ойыншының қарсыласы таза стратегияны қолданған жағдайда, аралас және мінез-құлық стратегиясының нәтижелер таралуы тең болуы керек жағдай. Бұл теңдестікті келесі формула арқылы сипаттауға болады: (Q^(U(i), S(i)))(z) = (Q^(β(i), S(i)))(z), мұнда U(i) – i ойыншының аралас стратегиясын, β(i) – i ойыншының мінез-құлық стратегиясын, ал S(i) – қарсыластың стратегиясын көрсетеді.
Еске алу қабілеті бар стратегия
Кемел есте сақтау – ойынның әрбір ойыншысының ойын ішіндегі барлық өткен әрекеттерді есте сақтау және қайта еске түсіру қабілеті. Теңдестік үшін кемел есте сақтау қажет, себебі толық емес есте сақтауы бар шекті ойындарда I ойыншының аралас стратегиялары болады, онда мінез-құлық стратегиясына баламалы стратегия жоқ. Бұл Пикчионе мен Рубинштейннің жасаған "Абайсыз жүргізуші" ойынында толық сипатталған. Қысқасы, бұл ойын кемелсіз есте сақтауы бар жүргізушінің шешім қабылдауына негізделген, ол үйге жету үшін тас жолдан екінші шығуға түсуі керек, бірақ ол қай қиылысқа жеткенде оның қай қиылыс екенін есіне алмайды. [2] суреті осы ойынды сипаттайды. Кемел ақпарат болмаған жағдайда (яғни, кемелсіз ақпарат), ойыншылар әр шешім түйінінде оған дейінгі шешімдерді білмей таңдау жасайды. Сондықтан ойыншының аралас стратегиясы оның мінез-құлық стратегиясы бере алмайтын нәтижелерді тудыруы мүмкін, және керісінше. Бұл "Абайсыз жүргізуші" ойынында көрсетілген. Кемел есте сақтау және ақпарат болғанда, жүргізушіде бір ғана таза стратегия болады, ол – [жалғастыру, шығу], себебі жүргізуші ол қай қиылыста (немесе шешім түйінінде) екенін біледі. Екінші жағынан, тек жоспарлаудың оңтайлы кезеңін қарастырғанда, ең жоғары пайда екі қиылыста да жалғастыру арқылы қол жеткізіледі, бұл p=2/3 кезінде максималды болады (анықтама). Бұл қарапайым бір ойыншылы ойын нәтижелердің теңдестігі үшін кемел есте сақтаудың маңыздылығын және оның қалыпты және кеңейтілген формадағы ойындарға тигізетін әсерін көрсетеді.