大鱼和小鱼的问题

十年前有一款很出名的游戏叫做“孢子”,不知道大家玩没玩过。玩家最初扮演一个单细胞生物,通过“大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米,虾米吃水藻”的规则,逐步进化为宇宙文明生物。换句话说,大鱼之上总是有更大的鱼存在。当然我们这里不是讨论这个游戏,而是思考一个有趣的问题:倘若所有的鱼都是理性的,那会出现怎样的情况呢?


01、题目分析

总有一条更大的鱼(Always a Bigger Fish)不但是电影情节中的经典桥段,也是各种恶搞的灵感来源——小鱼总是被大鱼吃掉,而大鱼上面始终还有更大的鱼。久而久之,聪明的大鱼或许就不会去吃小鱼了,否则按照传统剧情,它身后会出现一条更大的鱼吃掉自己。让我们完整叙述一下问题:


大鱼小鱼的问题:假设有10条鱼,它们从小到大依次编号为1, 2, …, 10。我们规定,吃鱼必须要严格按顺序执行。也就是说,大鱼只能吃比自己小一级 的鱼,不能越级吃更小的鱼;并且只有等到第k条鱼吃了第 k-1 条鱼后,第 k+1条鱼 才能吃第 k 条鱼。
同时:第1条鱼则啥都不能吃,只有被吃的份儿。我们假设,如果有小鱼 吃的话,大鱼肯定不会放过;但是,保全性命的优先级显然更高,在吃小鱼之前, 大鱼得先保证自己不会被吃掉才行。假设每条鱼都是无限聪明的(并且它们也都知 道这一点,并且它们也都知道它们知道这一点……),那么第1条鱼能存活下来吗?

02、题目分析

这个题目是相当有意思的….


首先,我想聪明的大家已经猜到这是一道什么类型的题。对,博弈论!因为题中出现了博弈论中的经典条件“无限聪明”。现在让我们思考该题:


我们是有十条鱼,分析起来是比较麻烦的。所以我们从最简单的两条鱼开始分析:

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两条鱼的情况下,第二条鱼就是无敌的存在,他不用担心自己被吃掉!如果是三条鱼:

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3条鱼的情况下,第2条鱼不能吃第1条鱼,否则将化为只有2条鱼的情形,它将会被第3条鱼吃掉。如果是四条鱼,就有意思了:

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此时第2条鱼可以大胆地吃掉第1条鱼,因为根据前面的结论,它知道第3条鱼是不敢吃它的。问题来了,五条鱼会如何:

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5条鱼的情况下,第2条鱼是不敢吃第1条鱼的,因为如果它吃了第一条鱼。问题转化为4条鱼的场景,原3号鱼就可以大胆吃掉原2号鱼,因为它知道4号鱼是不敢吃它的,否则5号鱼就会吃掉4号鱼(绕不绕)


我们发现一个有趣的结论,只要鱼有奇数个,那么第一条鱼将总是可以活下来。如果鱼是偶数个,那么第二条鱼将总是可以吃掉第一条鱼,将状态转化到奇数条鱼的场景。


所以该题的答案是:不能,在十条鱼的场景下,第一条鱼必死无疑。

03、改编版本

下面这个和上面的题目如出一辙,建议大家自己思考一下。


假如你在旅途中遇到一个老头,老头向你推销一个魔壶,魔壶里有一个魔鬼,可以满足你的任何愿望。但是,使用了这个魔壶会让你死后永受炼狱之苦。唯一的解法,就是你把这个魔壶再以一个更低的价格卖给别人。问题是:你会不会买下这个魔壶?以什么价格买下?(假设你足够聪明)


简单分析一下这个问题:因为我们并不知道用什么价格来买这个魔壶,所以自然是从最小的价格还是尝试,假设我们用最小的货币单位 1 来购买这个魔壶,那么这个魔壶将永远都不能卖给下一个人,所以 1 货币单位 肯定是不行的。那么现在我们使用 2 货币单位来购买这个魔壶,你同样找不到下一个买家。事情开始变得有趣,你开始尝试 3 货币单位 到 N 货币单位,然后你发现:根据类推,你不应该以任何价钱去购买这个瓶子,因为每个都都知道他没办法卖掉这个瓶子。


问题来了,为什么会推出这样一个和现实完全背道而驰的“谬论”,这是因为在推理中,我们假设每个人都做出了最优的决策,并且就这一点达成了共识。注意,这里有两个条件:


  • 最优决策
  • 共识


最优决策好理解,那这个共识该如何理解呢?最优决策指的是,大家都足够聪明。而共识,指的是大家都知道大家足够聪明。那如果大家并不知道大家都是足够聪明的,这种情况就称之为“不完全信息”


这里值得强调的一点是,信息不对称 和 不完全信息,这两个的概念是有所不同的。划重点:不完全信息同时是经济学和博弈论中的概念,但是信息不对称大多指经济学中概念。这个大家了解一下即可(其实我个人觉得这种东东理解其本质就ok了,并不需要过于较真)下面的问题,摘自《经济学基础》题库

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理论的东西就是这么枯燥,总之大家拿到这种题目知道怎么分析就ok了。


所以,今天的问题你学会了吗,评论区留下你的想法!