深度解析石头剪刀布策略——博弈论...

物理
深度解析石头剪刀布策略——博弈论基础课

用户头像
r1Ng0 更新于2026-9-28 06:47:16

2026.9.18更新:

为什么石头剪刀布没有“最优出拳”?

如果让你现在和一个陌生人玩一局石头剪刀布,你会先出什么?

很多人可能会下意识地选石头。也有人会觉得第一把最好出剪刀,因为大家都知道石头是最常见的第一选择。还有人会想,既然对方也在想这些,那干脆随机出。

有意思的是,这几种想法其实都已经碰到了博弈论的问题。

如果你决定第一把一定出石头,那么对手只要知道这一点,就应该出布。于是你知道他会出布之后,又应该改成剪刀。但如果他知道你会因为他的布而出剪刀,他当然又可以换成石头。

石头克剪刀,剪刀克布,布又克石头。

三个选择绕了一圈,谁也没有真正占据优势。

这和很多我们平时遇到的选择不太一样。

比如今天晚上要不要带伞,你可以根据天气预报、下雨的概率和带伞的不方便程度来判断。你最后选带伞还是不带伞,主要取决于外部环境。但石头剪刀布不是这样。你出什么,会直接影响对手;而对手怎么出,又会直接影响你。

所以你不能只问“我应该出什么”,还得问“如果他这么出,我应该怎么办”。

这就是博弈论最基本的出发点。

严格来说,一个最简单的博弈至少要交代几个东西:谁在玩、每个人可以做什么选择、不同结果会带来什么收益,以及玩家是在什么规则下行动。石头剪刀布恰好把这些东西都包含了进去。

两个人是玩家;石头、剪刀、布是策略;赢、输和平局对应不同的收益;双方同时出拳则是行动规则。

把这些东西写出来,我们就可以开始分析这个游戏了。

假设对手明确告诉你:“我这一局一定出石头。”

那你当然应该出布。

这就是所谓的“最佳反应”。它听起来很复杂,其实意思非常简单:在知道对方怎么选择的情况下,你自己应该选择什么。

如果对方出石头,你的最佳反应是布;如果对方出剪刀,你的最佳反应是石头;如果对方出布,你的最佳反应是剪刀。

问题在于,对手也知道这件事情。

他不会傻乎乎地告诉你自己要出什么。如果他知道你会根据他的选择来决定自己的选择,那么他就会继续考虑你的下一步。

这时候,石头剪刀布就从一个“猜拳游戏”变成了一个很典型的战略问题。

我不仅要考虑你会怎么做,还要考虑你知道我会怎么做。

你也一样。

于是就会出现一种很有意思的情况:如果我能够准确预测你的行动,我就可以针对你;但如果你知道我能够预测你,你又会改变自己的行动。

所以在一个理想的石头剪刀布游戏里,你很难找到一个可以一直使用的“最优出拳”。

石头不行,因为布可以克它。

布也不行,因为剪刀可以克它。

剪刀同样不行,因为石头可以克它。

那么怎么办?

最简单的答案就是:别让对方知道你下一次会出什么。

这时候“随机”就出现了。

假设你每次都有三分之一的概率出石头、三分之一的概率出剪刀、三分之一的概率出布。这样一来,对手无论选择什么,都没有办法从你的策略本身获得优势。

比如对方出石头,你有三分之一的概率和他平局,三分之一的概率输给他,还有三分之一的概率赢他。把收益简单设成赢为1、输为-1、平局为0,那么你的期望收益就是:

$\frac{1}{3}$*1+$\frac{1}{3}$*(-1)+$\frac{1}{3}$*0=0

对方出剪刀或者布,结果也是一样。

这就是为什么在标准的石头剪刀布模型里,三种手势各占三分之一,是一个均衡状态。

这里第一次出现了博弈论里一个非常重要的概念:纳什均衡。

纳什均衡并不是说“大家都赢了”,甚至也不意味着结果很好。它说的是,在其他人的策略不改变的情况下,没有人能够只靠改变自己的策略,让自己得到更高的收益。

石头剪刀布的三分之一混合策略就是一个典型例子。

双方都随机,而且随机得足够均匀的时候,你单方面改变策略并不能让自己的期望收益提高。你当然可能某一局赢,但从长期来看,并不会因为你固定选择某一个手势而获得优势。

这里还有一个容易搞错的地方。

所谓随机,并不是让自己的出拳看起来很乱。

如果你每次都按照“石头、剪刀、布、石头、剪刀、布”的顺序出拳,看起来似乎很有规律,但这当然不是真正意义上的随机。因为对手只要记住这个顺序,就能提前知道你下一次是什么。

同样,如果你连续出了三次石头,第四次觉得“差不多该换了”,这其实也不是真正的随机。因为你的对手同样可能利用这种心理。

现实中的猜拳其实远比数学模型复杂。人会记住上一轮,会故意反套路,会根据对手的性格做判断,甚至会产生一些自己都没有意识到的习惯。但这些东西并不会让最基本的模型失去意义。恰恰相反,模型之所以从这么简单的游戏开始,是因为它先把最核心的关系单独拿了出来。

我的选择影响你的收益,你的选择又影响我的收益。

因此,我不能只研究自己。

这件事看起来非常普通,却是理解博弈论最重要的一步。

经济学里,两家公司决定价格时是这样;两个国家考虑军费和外交政策时也是这样;两个人谈判时同样如此。甚至在一个很普通的团队里,一个人决定努力还是摸鱼,也可能取决于他认为其他人会不会努力。

只要你的结果取决于别人,而别人的结果又取决于你,我们就进入了博弈论所研究的世界。

所以石头剪刀布真正有意思的地方,从来不是“到底出石头还是剪刀”。

它真正提出的问题是:

如果对手也在思考,我应该怎么思考?

而当所有人都在这样思考的时候,最终会形成什么样的结果?

这就是博弈论接下来要回答的问题。

2026.9.28更新:静态博弈

前面说到石头剪刀布,我们其实已经接触到了博弈论里最基本的一种情况。

两个人站在一起,同时出拳。你不知道他这一轮会出什么,他也不知道你会出什么。等双方都做出选择以后,结果才会出现。

这种博弈在博弈论里叫做静态博弈。

这里的“静态”并不是说游戏不发生变化,也不是说玩家不会思考。它真正强调的是:玩家做出选择的时候,并不知道其他玩家这一轮具体选择了什么。

石头剪刀布就是一个最简单的例子。

你有三个策略:石头、剪刀、布。对手也有三个策略。两个人分别选择一个策略以后,就会得到一个结果。

如果把赢记作1,输记作-1,平局记作0,那么整个游戏就可以写成这样:

对方:石头对方:剪刀对方:布
你:石头0,01,-1-1,1
你:剪刀-1,10,01,-1
你:布1,-1-1,10,0

这张表叫做收益矩阵。

它的作用其实很简单:把一个博弈中所有可能出现的结果列出来。

比如左下角的“1,-1”,意思就是你出布,对方出石头,你赢1分,对方输1分。

有了这张表,我们就可以开始问一个很重要的问题:

如果你知道对方会出什么,你应该怎么选择?

假设对方一定出石头,那么你当然应该出布。

如果对方一定出剪刀,你应该出石头。

如果对方一定出布,你应该出剪刀。

这就是前面提到的最佳反应。

但静态博弈真正有意思的地方,是我们通常并不知道对方会选择什么。

所以你不能只计算“对方出石头时我怎么办”,而必须把所有可能性都考虑进去。

这也是为什么收益矩阵很重要。它让我们可以把玩家之间的相互影响直接摆在桌面上。

再换一个例子。

假设有两家电影院,它们正在决定票价。

两家都卖高价的时候,各自可以赚5;如果一家降价而另一家保持高价,降价的一家可以吸引更多顾客,赚7,而另一家只能赚1;如果两家都降价,因为价格战,最后各自只能赚3。

那么收益矩阵就是:

B高价B低价
A高价5,51,7
A低价7,13,3

现在站在A的角度看。

如果B选择高价,A选择低价可以得到7,比高价的5多。

如果B选择低价,A继续保持高价只能得到1,而选择低价可以得到3。

也就是说,不管B做什么,A选择低价得到的收益都更高。

B也是一样。

于是最后两家都会选择低价。

这就是我们之前讲过的囚徒困境。

两家都低价以后,各自得到3。但如果双方都保持高价,各自可以得到5。

这里出现了博弈论中一个非常重要的概念:支配策略。

如果无论对方怎么选择,一个策略带来的收益都比另一个策略高,那么前者就支配后者。

刚才的例子里,“低价”就是一个严格支配策略。

这种策略很好理解,因为你甚至不需要知道对方准备做什么,就已经知道自己应该怎么做。

但并不是所有博弈都有这么清楚的答案。

石头剪刀布就是一个例子。

石头有时候好,有时候不好;剪刀和布也是如此。没有一个策略能够在所有情况下都胜过其他策略。

所以分析博弈时,我们还需要换一个问题:

如果我知道你的选择,我会怎么选?

而如果你也知道我的选择,你又会怎么选?

当双方的最佳反应刚好互相对应时,就出现了纳什均衡。

例如在前面的低价博弈中,A选择低价是对B低价的最佳反应,而B选择低价也是对A低价的最佳反应。

所以“低价、低价”就是一个纳什均衡。

这时候我们就可以把静态博弈的基本思路串起来了:

先确定玩家和他们可以选择的策略,再把不同策略组合产生的收益写出来,然后比较每个玩家在不同情况下的最佳反应,最后寻找这些最佳反应交汇的地方。

石头剪刀布、两家企业定价、囚徒困境,看起来是三个完全不同的问题,但在博弈论的眼里,它们都可以被放进同一张收益矩阵里。

区别只在于矩阵里的数字不同。

而数字一旦改变,玩家的最佳反应可能改变,纳什均衡也可能改变。

这也是静态博弈最值得理解的一点:我们并不是在研究某一个具体的游戏,而是在研究当不同人的选择彼此影响时,结果究竟是怎样形成的。

下一步的问题自然就来了。

如果一个策略明显比另一个策略差,我们能不能先把它删掉?如果删掉以后,又出现了新的“明显劣势策略”,是不是还能继续删?

这就是下一步要讲的支配策略与迭代删除。

收起
23
6
共0条回复
时间正序
回复是交流的起点,交流让学竞赛不孤单