2. Teorija igara
Teorija igara je podruje ekonomije koje
prouava interakciju izmeu pojedinih
subjekata i nain na koji donose odluke
Teorija igara je specifina jer koristi matematike
modele da bi modelirala interakcije pod
pretpostavkom da pona邸anje i izbore svakog
pojedinca utjeu na sve ostale sudionike u igri. U
velikoj veini sluajeva, teorija igara je vrlo apstraktna
i udaljena od stvarnosti
3. Teorija igara
Naznake teorije igara nalaze se ve u Talmudu i
u Sun Tzuovom umjeu ratovanja
Modernu teoriju igara razvili su John von
Neumann i Oskar Morgenstern 1944.godine u
svom najva転nijem radu Theory of Games and
Economic Behavior.
U ranim 1950im godinama John Nash je teoriju poopio
njihove rezultate i udario matematike fundamente
cijeloj novoj grani ekonomije
Teorija igara jedna je od najtrofejnijih poddiscipline u
ekonomiji sa stajali邸ta broja dodjeljenih Nobelovih
nagrada
4. Za邸to je Nashov doprinos toliko genijalan?
It is not from the benevolence of the butcher,
the brewer, or the baker that we expect our
dinner, but from their regard to their own self-
interest. Adam Smith, The Wealth of
Nations, 1776
Igra sa igraima sa dominantnim
strategijama je samo jedan podskup puno
邸ire klase igara
Ravnote転a je mogua i kada igrai nemaju
dominante strategije, ve uva転avaju
strategije protivnika
Ako barem jedan igra ima dominantnu
strategiju, najbolji odgovor ostalih je da ju
slijede
No zapamtite; Nashova ravnote転a openito
nije Pareto optimalna primjer je dilema
zatvorenika
5. Dilema zatvorenika u normalnoj
formi
Priznaje Ne priznaje
Priznaje 1,1 15,0
Ne priznaje 0,15 5,5
Ivo
Nadan
Nashova ravnote転a nije ujedino Pareto
optimalna; da su Ivo i Nadan bili u
mogunosti komunicirati, vi邸e bi im se
isplatilo priznati!
6. Prisoners Dilema
Prisoners Dilemma in Normal or Strategic
Form
Prisoners Dilemma in Normal or Strategic
Form
Prisoners Dilemma in Normal or Strategic
Form
Prisoners Dilemma in Normal or Strategic
Form
Prisoners Dilemma in Normal or Strategic
Form
Prisoners Dilemma in Normal or Strategic
Form
Prisoners Dilemma in Normal or Strategic
Form
Prisoners Dilemma in Normal or Strategic
Form
Prisoners Dilemma in Normal or Strat
Form
Nadan
Ivo Ivo
Dilema zatvorenika u ekstenzivnoj
formi
7. Dilema zatvorenika kao igra ne-nulte
sume:
Igra nulte sume jest igra u kojoj su ciljevi igraa u
direktnoj koliziji nogometna utakmica gdje jedan
tim pobjeuje a drugi gubi isplate su sumarno
jednake nuli
Igra nije igra nulte sume ako ciljevi igraa nisu
uvijek u direktnoj koliziji, pa postoje mogunosti da
oba igraa profitiraju (od kooperativnog ili
nekooperativnog djelovanja)
Npr. Kada oba biraju priznati u dilemi zatvorenika
8. Primjer dileme zatvorenika: Tragedy of the
commons
Ekolog Garrett Hardin 1968.godine opisao je Tragedy of the Commons (tragediju zajednikog
dobra) u svom seminalnom lanku u znan.asopisu Science
Zamislite da svi seljaci u jednom selu vode krave na istu zajedniku livadu na ispa邸u
Pojedinci imaju poticaj poveati svoje bogatstvo gomilajui stoku
Svaka dodatna 転ivotinja degradira zajedniku livadu malo, ali je dobitak bogatstva seljaka velik
Ako se svi pojedinci pona邸aju na ovakav nain, livada e biti uni邸tena
U ovom sluaju, samointeres i sebinost generaju LOIJI ishod od onoga
kada pojedini igrai uzimaju druge igrae u obzir
Kako pristupiti problemu zajednikog dobra?
Pojedinici su u stanju komunicirati u grupama i kroz postavljanje
socijalnih normi mogu djelovati na nain da se zajedniko dobro ouva
te da se maksimizira zajedniko blagostanje pojedinaca u grupi Elinor
Ostrom, dobitnica Nobelove nagrade za ekonomiju 2009.godine
9. Tragedy of the commons i klimatske
promjene
Milinski et.al(2008)Stabilizing the Earths climate is not a
losing game: Supporting evidence from public goods
experiments, PNAS
Milinski et.al(2013) Intra- and intergenerational discounting in
the climate game, Nature Climate Change
Svaki igra dobiva 40 eura
Igra traje 10 rundi kroz koje je u zajednikom fondu potrebno
skupiti 120 eura i vi邸e kako bi se zaustavile klimatske
promjene
U tom sluaju igrai zadr転avaju vi邸ak novca
U sluaju da se skupi manje od 120 eura, igrai gube i novac
u zajednikom fondu i novac koji im je preostao
10. Tragedy of the commons i klimatske
promjene
Samo polovina od 30 邸esterolanih timova je
uspjelo skupiti 120 i vi邸e eura u zajednikom
fondu iako je vjerojatnost devastirajuih klimatskih
posljedica bila 100%
Kada je vjerojatnost katastrofe bila 50%, rezultati
su bili jo邸 porazniji: samo jedan u deset timova je
uspio skupiti zadani iznos!
Sebino pona邸anje u ovom sluaju vodi u propast
11. Kako postati altruistian?
Igrai postaju altruistiniji ako im se serviraju
ekspertne informacije o posljedicama
iscrpljenja zajednikog dobra
Igrai postaju altruistiniji kada svoje donacije
mogu raditi javno umjesto anonimno ugled
je bitan!
Na altruizam utjee i injenica da li vas netko
promatra dok odvajate novac
12. Ljudi kao superkooperatori!
Kooperativno djelovanje je za evoluciju jednako bitno kao i
nekooperativno djelovanje
Struggle for survival vs snuggle for survival
Evolucionarna psihologija bavi se meuljudskim interakcijama
koje su direktna posljedica evolucijskih prilagodbi
Neke forme kooperativnog pona邸anja su mo転da imale i
posljedice po ljudsku fiziologiju
The grandmother effect (Williamson(1957))
Menopauza je rijetka pojava kod sisavaca
U ranim ljudskim populacijama, starije 転ene su odluile ne imati
djecu kako bi pomogle u odgajanju djece svoje djece
Umjesto da i u kasnijoj dobi imaju svoju djecu koja bi se brinula
za njih u starosti(racionalno), one su izabrale
altruizam(maksimizirati do転ivljenje djece vlastite djece)
Takav vid pona邸anja u dugom roku je rezultirao manjim
stopama mortaliteta djece, a menopauza je evolucijska
prilagodba na takav vid pona邸anja
Nowak(2006) pet mehanizama bitnih za evoluciju
suradnje
13. Kin selection odabir srodnika
I will jump into the river to save two brothers
or eight cousins
Prirodna selekcija preferira altruizam kad
rB>C
Mjera
srodstva Dobitak za
primaoca
pomoi
Tro邸ak
altruista
Hamiltonovo
pravilo
14. Kin selection odabir srodnika
Geni se mogu prenositi na sljedeu
generaciju direktno(reprodukcijom) ili
indirektno(poma転ui drugima poveati
邸anse za reprodukciju)
Odabir srodnika(kin selection) dogaa se
kada se pojedinci odriu vlastite
reprodukcije u odreenoj mjeri kako bi
poveali 邸anse za reprodukciju
srodnicima)
Kin selection kod svizaca svizac
upozorava koloniju na predatore
cijukanjem iako to poveava 邸ansu da e
ga predator dograbiti
Kin selection kod ljudi family values su
dio skoro svake religije!
15. Direktni reciprocitet
Ponavljajua dilema zatvorenika, pojedinci se susreu
n-puta
Najbolja strategija je milo za drago tit for tat
Axelrod(1984)
Najbolji odgovor na suradnju je suradnja, a na
nesuradnju nesuradnja
Suradnja u vampirskih 邸i邸mi邸a pojedini 邸i邸mi邸i su
spremni djeliti obroke sa onim 邸i邸mi邸ima koji su sa
njima djelili obroke prije
Problem: direktni reciprocitet ne tolerira pogre邸ke
sluajna nesuradnja ka転njava se dugim destruktivnim
lancem nesuradnje
Direktni reciprocitet vodi evoluciji suradnje ako i samo
ako je vjerojatnost ponovnog susreta pojedinaca u igri
vea od cost-benefita altruizma w>c/b
16. Indirektni reciprocitet
REPUTACIJA! oni koji
poma転u u転ivaju vei ugled,
pa samim time mogu
oekivati da e im drugi
pomoi(primjeri?)
Za reputaciju je bitan jezik
kako bi se 邸irila informacija o
altruistima
Reputacija u primata:
japanski makaki majmuni i
trebljenje ko転nih parazita u
hierarhijskoj strukturi
vs
.
17. Mre転ni reciprocitet
Grupe pojedinaca nisu dobro izmje邸ane pojedinci koji su meusobno fiziki bli転e e meudjelovati vi邸e od udaljenih
pojedinaca
Jednostavno pravilo odreuje evoluciju suradnje; cost-benefit omjer mora biti vei od broja susjeda b/c>k
No gu邸a mre転a znai nu転no i bolje isplate za sve susjede (Hidalgo et.al(2014), Nature)
Gradovi kao okosnica meritokracije
18. Group selection izbor grupe
Selekcija unutar grupe je
darvinistika, selekcija meu
grupama je jo邸 uvijek
kontroverzna
Generalno, grupe istih
kooperatora su uspje邸nije
Nakon odreene granice, grupa
se mo転e podjeliti u dvije, a manje
uspje邸nija grupa nestaje
Multilevel selection u
heterogenim grupama na
individualnoj razini prosperiraju
nekooperatori, na grupnoj razini
vs
.
19. Teorija fokusnih toaka
Thomas Schelling autor teorije fokusnih toaka
pojedinci, usredotoeni na 束fokusne toke損 mogu
ostvariti suradnju iako ne mogu komunicirati niti
koordinirano djelovati
u stvarnom 転ivotu mnoge situacije 束pru転aju pojedincima
neke kljueve (rje邸enja) za koordinirano djelovanje, neke
fokusne toke koje navode da jedan pojedinac od
drugog oekuje takvo djelovanje kakvo drugi oekuje
od njega損 (Schelling, 1960)
http://www.youtube.com/watch?v=2sT_zaofuuE
20. Teorija fokusnih toaka
Schelling smatra da su u odabiru fokusnih toaka kljuna dva
elementa: logika i imaginacija, odnosno sposobnost
zami邸ljanja
Kljuno za Schellingovu teoriju - pojedinci e ulo転iti znaajne
napore u potrazi za fokusnom tokom koja e ih dovesti do
koordiniranog djelovanja, samo u sluaju obeanih jednakih,
simetrinih isplata (束payoffs損)
Ako su isplate asimetrine, ili ako ih uope nema, napori u
potrazi za kljuem za ostvarenjem suradnje slabe, te stopa
koordinacije u tom sluaju drastino pada
Schelling u teoriju igara meu prvima uvodi psiholo邸ke,
sociolo邸ke, kulturolo邸ke, obiajne karakteristike igraa, time
oplemenjuje teoriju igara, primjer? Na sljedeem slide-u
21. Teorija igara i Schelling
Tablica prikazuje dvije Nashove
ravnote転e
dobra (50,50), lo邸a(20,20)
Dva igraa mogu djelovati prijateljski i
agresivno, nema dominantne
strategije, ako 2. igra ide agresivno,
prvi onda mora igrati agresivno 0<20,
rezultat je lo邸a Nashova ravnote転a,
ako 2. igra igra prijateljski, onda se i
prvom isplati prijateljski jer je 50>40,
rezultat je dobra Nashova ravnote転a
Scheling i fok. toke promatra
kulturolo邸ka, sociolo邸ka, patolo邸ka
obilje転ja igraa
Prijateljski
2. igra
Agresivno
2. Igra
Prijateljski
1. igra
50,50 0,40
Agresivno
1.igra
40,0 20,20
-Scheling- ako su igrai Gandi i
Majka Tereza ishod je (50,50), a ako
su dvije zaraene zemlje ishod bi bio
(20,20)
-Ju転na i Sjeverna Koreja?
- Prouavao za邸to npr. pu邸ai
suoeni sa negativnom kampanjom i
22. Bihevioralna teorija igara
Colin F. Camerer, Caltech
Bihevioralna teorija igara:
Nain na koji pojedinci DOISTA igraju igre
Koristi psiholo邸ke koncepte i eksperimente
Ima fundament u teoriji igara: matematiki formalna i
logiki konzistentna
Framing: Mentalna reprezentacija
Feeling: Social preferences
Thinking: Cognitive hierarchy ()
Learning: Hybrid fEWA adaptive rule
Teaching: Bounded rationality in repeated games
http://www.youtube.com/watch?v=uKByBgqxOw4
*Behavioral Game Theory, Princeton Press 03 (550 pp); Trends in Cog Sci, May 03 (10 pp); AmerEcRev, May 03 (5 pp); Science, 13 June 03 (2 pp)
23. Estetika BGT-a
Generalna (teorija igara)
Tona (teorija igara)
Progresivna (bih.ek.)
Kognitivno detaljna (bih.ek)
Empirijski utemeljena (eksperimentalna ekonomija)
...the empirical background of economic science is definitely
inadequate...it would have been absurd in physics to expect Kepler
and Newton without Tycho Brahe (von Neumann & Morgenstern
44)
Without having a broad set of facts on which to theorize, there is a
certain danger of spending too much time on models that are
mathematically elegant, yet have little connection to actual behavior.
24. Razmi邸ljanje: Teorija jednoparametarske
kognitivne hierarhije u igrama bez ponavljanja
(model ogranienog strategijskog djelovanja
(sa Teck Ho, Berkeley; Kuan Chong, NUSingapore)
The cognitive hierarchy (CH) model (I)
Selten (1998):
The natural way of looking at game situationsis not based on circular concepts, but rather on a
step-by-step reasoning procedure
Diskretan nain razmi邸ljanja:
Pojedinci sa nula stupnja razmi邸ljanja biraju nasumino
Pojedinci sa k-stupnjeva razmi邸ljanja znaju proporcije f(0),...f(K-1)
Raunaju 邸to e pojedinci sa 0, K-1 koraka razmi邸ljanja uiniti
Biraju najbolje odgovore
Rastua racionalna oekivanja
Pojedinci sa najvi邸im stupnjem razmi邸ljanja su sofisticirani i zarauju najvi邸e u terminima isplata
25. The cognitive hierarchy (CH) model
Koja funkcija najjednostavnije reprezentira frekvenciju stupnjeva
razmi邸ljanja f(K)?
A1*: f(k)/f(k-1) 1/k
Poissonova raspodjela f(k)=e-器k/k! Srednja vrijednost, varijanca
A2: f(1) je modalna 1< < 2
A3: f(1) je maksimalni mod
ili f(0)=f(2) t=2=1.414..
A4: f(0)+f(1)=2f(2) t=1.618 (zlatni rez 陸)
*Amount of working memory (digit span) correlated with steps of iterated deletion of dominated strategies (Devetag & Warglien,
03 J Ec Psych)
26. Poissonova distribucija za razliite populacije
Diskretna
jednoparametarska
pa postoje 邸picevi
u podacima
Discrete, one
parameter
( spikes in data)
Stupnjevi vei od 3
su rijetki
(ogranienost radne
memorije)
Stupnjevima je
mogue dodjeliti
Poisson distributions for
various
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0 1 2 3 4 5 6
number of steps
frequency
=1
=1.5
=2
27. Ogranieno izjednaavanje - Beauty contest game
N igraa bira brojeve xi iz intervala [0,100]
Izraunati ciljanu vrijednost (2/3)*( xi /N)
Osoba najbli転a ciljanoj vrijednosti dobiva$20
29. Procjene u beauty contest igrama
Table 1: Data and estimates of in pbc games
(equilibrium = 0)
Steps of
subjects/game Data CH Model Thinking
game theorists 19.1 19.1 3.7
Caltech 23.0 23.0 3.0
newspaper 23.0 23.0 3.0
portfolio mgrs 24.3 24.4 2.8
econ PhD class 27.4 27.5 2.3
Caltech g=3 21.5 21.5 1.8
high school 32.5 32.7 1.6
1/2 mean 26.7 26.5 1.5
70 yr olds 37.0 36.9 1.1
Germany 37.2 36.9 1.1
CEOs 37.9 37.7 1.0
game p=0.7 38.9 38.8 1.0
Caltech g=2 21.7 22.2 0.8
PCC g=3 47.5 47.5 0.1
game p=0.9 49.4 49.5 0.1
PCC g=2 54.2 49.5 0.0
mean 1.56
median 1.30
Mean
30. Osjeaji u igrama ulimatuma: Koliko
nudimo od 10$?
Osoba ima 10 dolara
Nudi drugoj osobi x dolara, zadr転ava $10-x
to druga osoba treba napraviti?
Samointeres: Uzeti bilo koji x>0
Empirija: Odbijanje x=$2 pola vremena
to osobe koje odbijaju osjeaju?
Pogledajmo u njihove mozgove....
31. MR sken pri nepravdi
(Sanfey et al, Sci 13 March 03)
36. Whale Hunters
of
Lamalera, Indonesia
High levels of
cooperation among hunters
of whales, sharks, dolphins
and rays. Protein for carbs,
trade with inlanders.
Carefully regulated division
of whale meat
Researcher: Mike Alvard
38. Zakljuci
CH model primjenjiv u mnogim igrama jer je 1.5 jednak za mnoge igre, pto
obja邸njava ogranieno i neoekivano ujednaavanje
Lako se koristi u teoriji i empirijski provjerava
Osjeaji u igrama ultimatuma, odbijanje ponude je esto i varira u
razliitim kulturama
Pravednost je korelirana sa tr転i邸nom integracijom
Nepravedne ponude aktiviraju insulu, ACC,DLPFC
Diktatori nude manje kad im se prijeti kaznom od strane tree osobe
Nov nain poduavanja teorije igara:
Ponimo sa definicijom igre
Gradivni blokovi: mje邸ovite strategije, dominacija, predvianje dominance,
foresight.
Kognitivna hierarhija i uenje
Kraj igre je ravnote転a