Кіріспе

Негізгі ойынды қайталайтын ойын

Ойын теориясында қайталанатын ойын (немесе итерацияланған ойын) – кейбір негізгі ойынның (сабақтық ойын деп аталады) бірнеше рет қайталануынан тұратын кең ауқымды ойын. Сабақтық ойын әдетте жақсы зерттелген екі ойыншыға арналған ойын болып табылады. Қайталанатын ойындар ойыншының қазіргі әрекетінің басқа ойыншылардың болашақ әрекеттеріне тигізетін әсерін ескеру қажеттігін көрсетеді; бұл әсер кейде олардың репутациясы деп аталады. Бір реттік ойын немесе бір кезеңді ойын – қайталанбайтын ойындардың атаулары. Қайталанатын ойынға нақты мысал келтірейік: бір-біріне жақын орналасқан екі жанармай құю стансасын қарастырайық. Олар бағаны жариялау арқылы бәсекелеседі және бірдей, тұрақты маргиналды шығындары бар (жанармайдың көтерме бағасы). Егер екеуі де p = 10 баға белгілесе, олардың бірлескен пайдасы максималды болады, нәтижесінде барлығы үшін жоғары пайда туады. Дегенмен, олар бұл ең жақсы нәтиже болғанына қарамастан, одан бас тартуға бейім. Бағаны сәл төмендету арқылы, олардың әрқайсысы бәсекелестерінің барлық клиенттерін тартып алып, кірісін шамамен екі есеге арттыра алады. P = c, олардың пайдасы нөлге тең болса, бұл пайда табудан бас тартпаудың жалғыз бағасы. Басқаша айтқанда, баға бәсекесіндегі ойында жалғыз Нэш тепе-теңдігі тиімсіз (жанармай құю стансалары үшін), екеуі де p = c баға белгілейді. Бұл ережеден көрінетін жағдай: сабақтық ойында Нэш тепе-теңдігі – агенттің өзара әрекеттесу арқылы тұрақты түрде қол жеткізе алатын жалғыз нәтиже, және ол әдетте олар үшін тиімсіз. Себебі агенттер тек өздерінің жеке мүдделерін ғана қызықтырады және олардың әрекеттері бәсекелестерге әкелетін пайда мен шығындар туралы ойламайды. Екінші жағынан, жанармай құю стансалары жақын жерде тағы бір станса болса да пайда табады. Бұл себептердің ең маңыздысы – олардың өзара әрекеттесуі бір реттік емес. Бұл жағдай қайталанатын ойындар арқылы көрсетіледі, онда екі жанармай құю стансасы баға белгілеу үшін (сабақтық ойындар) t = 0, 1, 2 уақыт аралығында бәсекелеседі.

Шексіз және шексіз қайталанатын ойындар

Қайталанатын ойындар, ойынның қанша уақытқа созылатынына қарай, екі түрге бөлінеді: шекті және шексіз. Шекті ойындарда екі ойыншы да ойынның нақты (және шекті) раундтар саны ойналатынын және сол раундтар ойналғаннан кейін ойын міндетті түрде аяқталады деп біледі. Әдетте, шекті ойындарды кері индукция әдісімен шешуге болады. Шексіз ойындар – бұл ойынның шексіз рет қайталануы. Ойынның шексіз раундтары бар ойын, стратегиялар тұрғысынан, ойыншылардың қанша раунд ойналатынын білмейтін ойынмен теңдес келеді. Шексіз ойындар (немесе белгісіз рет қайталанатын ойындарды) кері индукция арқылы шеше алмайсыз, себебі кері индукцияны бастау үшін "соңғы раунд" болмайды. Тіпті әр раундта ойналатын ойын бірдей болса да, оны шекті немесе шексіз рет қайталау, көбінесе, өте әртүрлі нәтижелерге (тепе-теңдіктерге) және әртүрлі оңтайлы стратегияларға алып келуі мүмкін.

Соңғы рет қайталанатын ойындар

Қайталанатын ойындар бірден пайда табу мен ұзақ мерзімді ынталандыру арасындағы өзара әрекеттестікті зерттеуге мүмкіндік береді. Шешілген уақыт аралығында қайталанатын ойын – бір рет ойналатын ойынның бірнеше дискретті уақыт кезеңдерінде немесе раундтарда қайталануы. Әрбір уақыт кезеңі 0 < t ≤ T арқылы белгіленеді, мұнда T – кезеңдердің жалпы саны. Ойыншының соңғы төлемі – әр раундтан алынған төлемдерінің қосындысы. Белгілі бір уақыт аралығы бар қайталанатын ойындарда, егер кезеңдік ойынның бірегей Нэш тепе-теңдігі болса, онда қайталанатын ойынның әр раундта кезеңдік ойынның тепе-теңдігін ойнаудың бірегей субойынның кемелді Нэш тепе-теңдігі стратегиясының профилі болады. Бұл кері индукция арқылы дәлелденеді. Нэш тепе-теңдігі соңғы раундта, бұрынғы раундтарда не болғанына қарамастан, ойналуы тиіс. Мұны білгеннен кейін, ойыншылардың соңғы раундтан бұрынғы раундта кезеңдік ойынның бірегей Нэш тепе-теңдігінен ауытқуға қызығушылығы болмайды, сондықтан бұл логика ойынның бірінші раундына дейін қолданылады. Ойынның осы "бұзылуы" оның соңғы нүктесінен "желідегі дүкен" парадоксінде байқалады. Егер кезеңдік ойынның бірнеше Нэш тепе-теңдігі болса, қайталанатын ойынның бірнеше субойындық тепе-теңдіктері болуы мүмкін. Соңғы раундта Нэш тепе-теңдігі ойналуы керек болса да, бірнеше тепе-теңдіктердің болуы бұрынғы раундтарда кезеңдік ойынның Нэш тепе-теңдігінен ауытқуды қолдауға арналған сыйлық және жазалау стратегияларының мүмкіндігін ұсынады. Түсіндіру үшін: бұл нәтиже белгілі, шешілген уақыт көкжиегінің өзі ойынның әрбір раундында ынтымақтастықты жояды дегенді білдіреді. Итерацияланған ойындарда ынтымақтастық тек раундтар саны шексіз немесе белгісіз болған кезде ғана мүмкін.

Қайталанатын ойындарды шешу

Жалпы алғанда, қайталанатын ойындар халық теоремаларында келтірілген стратегиялар арқылы оңай шешіледі. Күрделі қайталанатын ойындарды шешу үшін түрлі әдістер қолданылады, олардың көпшілігі сызықтық алгебраға және фиктивті ойын концепцияларына көп сүйенеді. Шеңберсіз қайталанатын ойындардағы тепе-теңдік төлемдерін сипаттауға болады. Мысалы, екі төлемді – a және f – кезекпен алмастыру арқылы, орташа төлем профилі a мен f арасындағы салмақты орташа шамаға тең болуы мүмкін.

Толық емес ақпарат

Қайталанатын ойындарда кейбір толық емес ақпараттар кездесуі мүмкін. Толық емес ақпаратпен қайталанатын ойындарды алғаш рет Ауман мен Машлер зерттеді. Бір ойыншының хабардар болса, екіншісінің болмауы және әр ойыншы алған ақпараттың тәуелсіз болу жағдайында жағдайды қарастыру оңайрақ. Бірақ екі жақта да толық емес ақпарат және тәуелсіз емес сигналдар бар нөлдік жиынтық ойындармен де жұмыс істеу мүмкін.