زمانی که در یک بازی سه بازیکن وجود داشته باشد، به تعداد استراتژی های بازیکن سوم صفحه (ماتریس) خواهیم داشت. در هر صفحه یا در هر ماتریس استراتژی های بازیکن اول و دوم نشان داده می شود و استراتژی بازیکن سوم در آن ماتریس ثابت در نظر گرفته می شود. در این صورت عناصر ماتریس دارای سه عدد خواهد بود که آخرین عدد سمت راست نشاندهنده پیامد بازیکن سوم میباشد (عبدلی،۱۳۸۷).
۳-۴-۳- تعادل نش
در نظریه بازیها فرض بر این است که بازیکنان عاقل هستند، یعنی استراتژی های انتخابی آنها در راستای منافعشان است. در نتیجه مسئله تصمیم گیری یک بازیکن به صورت زیر در می آید:
(۳-۷) MaxsiSi ui (si , s-i)
که در آن si استراتژی انتخابی بازیکن i و s-i ترکیب استراتژی تمام بازیکنان بازی به استثنای بازیکن i است.
تعادل نش موقعی حاصل می شود که اولا هر بازیکن با توجه به باوری که نسبت به انتخاب حریف دارد، استراتژی را انتخاب می کند که بیشترین پیامد را عایدش کند و ثانیا باور بازیکن صحیح باشد. تعادل نش یک ویژگی عمده و اساسی دارد و آن اینکه در این تعادل، لزوما انتخاب بازیکنان پیامد بیشتر عاید آنها نمیکند.
تعادل نش عمدتا مبتنی بر بهترین پاسخ است. بهترین پاسخ بازیکن i در بازی در قالب فرم استراتژیک به صورت زیر تعریف می شود:
(۳-۸) Bi(s-i) = {si Si : ui (si , s-i) ≥ ui (s‘i , s-i) , si Si }
برای هر Si s-iیک مجموعه Bi(s-i) وجود دارد که ممکن است یک مجموعه تکعضوی یا بیشتر باشد.
بنابراین در تعادل نش بازیکن i هیچ انگیزهای برای تغییر استراتژی si ندارد، زیرا این استراتژی به خوبی یا بهتر از هر استراتژی دیگری است. به عبارت دیگر اگر سایر بازیکنان هر استراتژی را انتخاب کنند، بهترین واکنش بازیکن i این است که استراتژی si را انتخاب کند. بنابراین تعادل نش به معنی بهترین واکنش است و نه انتخابی که بهترین پیامد را داشته باشد.
۳-۵- بازیهای پویا با اطلاعات کامل
بازی اطلاعات کامل بازی است که در آن پیامد بازیکنان برای هر ترکیب استراتژی آنها به صورت اطلاعات عمومی بوده و همه بازیکنان از آن اطلاع دارند. بازیهای پویا بازیهایی هستند که در آن، تصمیمات بازیکنان به صورت متوالی است. به عبارت دیگر، ابتدا یک بازیکن حرکت می کند و سپس بازیکن دیگر با مشاهده حرکت بازیکن اول، حرکت خود را انجام میدهد. این ویژگی باعث شده تا روش تحلیل این بازیها با بازی های ایستا متفاوت باشد.
ماهیت بازیهای پویا که در آن تصمیمات بازیکنان به صورت متوالی اتخاذ می شود باعث شده تا استفاده از فرم بسط یافته راه مناسبی برای نمایش این بازیها باشد. بدین منظور بازیکنان از ۱ تا n شمارهگذاری میشوند.
فرم بسط یافته یک بازی، موارد زیر را نشان میدهد:
-
- مجموعه بازیکنان
-
- ترتیب حرکات بازیکنان
-
- اعمال ممکنی که یک بازیکن می تواند در هر حرکت نشان دهد.
-
- اطلاعات هر بازیکن در هر حرکت
-
- برد بازیکنان در پایان بازی که ناشی از هر ترکیبی از حرکات بازیکنان است.
به هر حال یکی از راههای ساده برای نمایش بازی پویا، فرم بسط یافته است که معمولا به صورت درخت بازی[۳۸] نشان داده می شود. اجزای درخت بازی که نشاندهنده ی عناصر فرم بسط یافته بازی است به صورت زیر میباشد:
-
- گره اولیه[۳۹]: گرهای است که شروع بازی را نشان میدهد، شروع بازی می تواند توسط یکی از بازیکنان و یا توسط عواملی غیر از بازیکنان یعنی محیط باشد.
-
- گرههای تصمیم گیری[۴۰]: گرههایی هستند که نقطه شروع تصمیم هر بازیکن در بازی را نشان می دهند، یعنی هر گره نشاندهنده مرحله و نوبت تصمیم یک بازیکن است.
-
- گرههای نهایی[۴۱]: گرههایی هستند که پایان بازی را نشان می دهند و در آن گرهها پیامد بازیکنان بر حسب ترتیب آنها در درخت بازی نمایش داده می شود.
-
- شاخهها[۴۲]: از هر گره غیر نهایی ممکن است چند شاخه نشات بگیرد که هر شاخه نشاندهنده عملی برای بازیکن آن گره است. هر شاخه ممکن است به یک گره نهایی و یا گره تصمیم دیگر ختم شود که در حالت اول ختم بازی را نشان میدهد و در حالت دوم تداوم بازی را نشان میدهد.
به کلیه گرههای قبل از گره مورد نظر” گرههای قبلی[۴۳]” و به کلیه گرههای بعد از گره مورد نظر ” گرههای بعدی[۴۴]” میگویند. هر مسیر بازی[۴۵] نشاندهنده دنباله ای از گرهها و شاخهها است که از گره اول شروع و به گره نهایی ختم می شود. در یک بازی ممکن است چند مسیر بازی وجود داشته باشد.
۳-۵-۱- بازی با اطلاعات تمام و ناتمام
بازی پویا با اطلاعات کامل ممکن است با اطلاعات تمام و یا نا تمام باشد. در بازی با اطلاعات تمام، پیشینه بازی (پیشینه کامل بازی عبارت است از دنباله عمل بازیکنان که از گره اول بازی شروع می شود و به گره نهایی ختم می شود) برای بازیکن معلوم است یعنی در هر مرحله از بازی، بازیکنی که نوبت حرکت او رسیده است دقیقا میداند که در کدام گره تصمیم گیری قرار دارد. بازیکن این حالت را موقعی که پیشینه بازی برای او معلوم باشد متوجه خواهد شد. در واقع در حالت اطلاعات تمام، هر بازیکن تمام انتخابهای قبلی را که توسط بازیکنان قبیل انجام گرفته میداند.
ممکن است در بازی پویا، در برخی از مراحل بازی، برخی از بازیکنان پیشینه بازی[۴۶] را ندانند و لذا نتوانند تشخیص دهند که در کدام گره تصمیم گیری خود قرار گرفتهاند و یا در برخی از مراحل بازی مجبور باشند با بازیکن مقابل به طور همزمان تصمیم گیری کنند به این نوع بازیها، بازیهای پویا با اطلاعات ناتمام میگویند.
۳-۵-۲- مجموعه اطلاعاتی
مجموعه اطلاعاتی یک بازیکن نشاندهنده این است وقتی بازی به گره یا گرههای تصمیم گیری او رسیده است درباره حرکت یا عمل انتخابی بازیکنان قبل از خودش، چه میداند یعنی آیا پیشینه بازی را میداند یا خیر. یک مجموعه اطلاعاتی بازیکن، نشاندهنده گرههای تصمیم گیری متعلق به او است که نتواند تشخیص دهد که در کدامیک از آنها قرار گرفته است. پس اگر مجموعه اطلاعاتی یک گره تصمیم گیری را شامل شود در این صورت آن بازیکن میداند که دقیقا در آن گره قرار گرفته است و یا بازیکن قبلی چه عملی را انتخاب کرده است. اگر یک مجموعه اطلاعاتی بازیکنی دو گره تصمیم گیری یا بیش از آن را شامل شود در این صورت آن بازیکن نمی داند که در کدام از آن گرهها قرار دارد زیرا انتخاب بازیکن قبلی را که منتهی به آن گرهها می شود را نمیداند.
لذا مجموعه اطلاعاتی یک بازیکن نشاندهنده گرههای تصمیم گیری گردهم آمده او است که دارای دو ویژگی زیر باشد:
-
- آن گرهها به آن بازیکن تعلق داشته باشد.
-
- وقتی که بازیکن به آن گرهها رسید، دقیقا نداند که روی کدامیک قرار دارد. (همان)
میتوان بازیهای بااطلاعات تمام و ناتمام را با بهره گرفتن از مجموعههای اطلاعاتی بازیکنان تعریف کرد. در بازی پویا با اطلاعات کامل و تمام، مجموعه اطلاعاتی بازیکنان تکعضوی است ولی در بازی پویا با اطلاعات کامل و ناتمام حداقل یک مجموعه اطلاعاتی بیش از یک عضوی وجود دارد.
۳-۵-۳- فرم استراتژیک یک بازی فرم بسطیافته
برای نشان دادن بازیهای فرم بسط یافته در فرم استراتژیک، ضروری است اطلاعات بازیکنان را در فرم بسط یافته به فرم استراتژیک منتقل کرد. در تعریف فرم بسط یافته، تعریف و مفهوم استراتژی در این حالت بسیار مهم میباشد.
در بازی ایستا، به طور ساده هر استراتژی بیانگر عمل یا اقدام بازیکن است. اما در بازی پویا مفهوم استراتژی تا حدودی پیچیدهتر است، زیرا علاوه بر عمل بازیکن، عکسالعمل او را نیز نشان میدهد. به عبارت دیگر بازیکن هم عمل می کند و هم عکسالعمل نشان میدهد. علاوه بر این، بازیکنان باید برنامه ریزی کنند که در تمام موقعیتهایی که در این بازی پیش می آید، چگونه واکنش نشان خواهند داد. در بازیهای در فرم استراتژیک هر بازیکن از میان استراتژی های خود تنها یک بار انتخاب می کند. در فرم بسط یافته یک بازی ممکن است در چند گره تصمیم گیری، انتخاب انجام دهد. لذا در فرم بسط یافته بازی، استراتژی را به صورت زیر تعریف میکنیم:
یک استراتژی در فرم بسط یافته بازی عبارتست از برنامه جامعی
که مجموعه اقدامات یا اعمال بازیکنان را توصیف می کند که در تمام
گرههای ممکن تصمیم گیری اتخاذ می کند.
بنابراین اگر این نوع بازیها بخواهند در فرم استراتژیک نوشته شوند باید انتخابهای مکرر آنها در فرم بسط یافته، در استراتژی فرم استراتژیک تبلور پیدا کند.
۳-۵-۴- تعادل SPE در بازیهای پویا
جهت یافتن تعادل تمام در بازیهای پویا با اطلاغات کامل از روش SPE (تعادل تمام در بازی فرعی[۴۷]) استفاده می شود. در این روش ابتدا کل بازی در فرم بسط یافته به چند بازی فرعی تفکیک می شود. اصطلاح بازی فرعی در رابطه با فرم بسط یافته بازیها مطرح می شود که به صورت زیر تعریف می شود:
بازی فرعی بخشی از فرم بسط یافته بازی پویا یا زیر مجموعه ای از آن است. در نمودار درختی یا فرم بسط یافته بازی، زیر مجموعه ای از ان که دارای خواص زیر باشد، یک بازی فرعی است:
الف. از یک گره تصمیم شروع می شود که این گره الزاما تنها گره در مجموعه اطلاعاتی است. به عبارت دیگر، بازی فرعی نمیتواند از مجموعه اطلاعاتی چندگرهی شروع شود، بلکه باید از مجموعه اطلاعاتی تکگرهی شروع شود.
ب. شامل تمامی گرهها و شاخههایی باشد که از گره شروع بازی منشعب میشوند.