Многие полагают, что теория игр – это что-то про «Монополию» и другие настольные игры. А еще – про шахматы, где над каждым ходом необходимо хорошенько подумать. На самом деле возможности этого «элемента» более широкие. Он может использоваться в разработке программного обеспечения и в обыденной жизни, причем почти во всех сферах деятельности человека: от планирования и воспитания детей до организации переговоров в компании по тем или иным вопросам.
Сегодня предстоит получше познакомиться с теорией игр. Нужно выяснить, что она собой представляет, как помогает справляться с различными задачами в обыденной жизни, а также по каким причинам эгоизм – это наиболее выгодное решение для достижения цели, нежели компромиссы.
Предложенная ниже информация – это всего лишь введение в игровую теорию. Она позволит сформировать некоторую базу для дальнейшего изучения соответствующей области. Именно поэтому опубликованные сведения ориентированы на широкий читательский круг. Они могут быть легко усвоены не только IT-специалистами, но и обычными людьми.
Определение
Теория игр – это математический метод изучения оптимальных стратегий, помогающих играть. В качестве игры здесь подразумевается процесс, в котором участвуют два и более лица. Они ведут между собой борьбу за реализацию собственных интересов. У каждой стороны предусматривается своя цель, каждый участник использует некоторую тактику, которая способна привести к проигрышу или выигрышу – в зависимости от поведения оппонентов. При помощи теории игр можно выбирать лучшие тактики поведения с учетом представлений о других участниках процесса, имеющихся у них ресурсов и вероятных поступков.
Методы рассматриваемого направления обычно находят применение в:
- общественных науках;
- экономике;
- международных отношениях и иных областях жизни человека.
С 1970-х годов теорию игр взяли на вооружение биологи. Она помогла в исследованиях поведения животных и в изучении эволюции. Рассматриваемое направление имеет огромное значение для искусственного интеллекта и кибернетики.
Простыми словами, изучаемое направление – это попытка предсказать то, как действия и решения одних участников процесса повлияют на других.
Стратегия – что это
При изучении основ теории игр необходимо ознакомиться с одним значимым элементом. Речь идет о стратегии. Так называется план действий одного игрока, который учитывает все возможные ситуации в любой игровой момент. При ее выборе во внимание принимаются ресурсы и вероятные решения других участников «битвы». Основная масса стратегий заточена под максимизацию выигрыша.
Выигрыш – это простыми словами то, что получит игрок в зависимости от ранее совершенных действий. Если им принимались «хорошие» решения, он получит большой выигрыш, иначе – небольшой или вовсе ничего.
В теории игр стратегии делятся на несколько видов в зависимости от целей, ресурсов и манипуляций со стороны других участников:
- Чистая. Концепция, в которой игрок точно знает, как он будет действовать.
- Смешанная. Человек будет выбирать одну из чистых стратегий. Выбор зависит от вероятности того или иного развития событий.
- Компромиссная. Концепция, которая используется в ситуации, где нет четкого выигрыша или проигрыша. Вместо этого участники могут искать компромиссы друг с другом. Делается это так, чтобы каждый мог в той или иной степени достичь конечной цели.
- Доминирующая. Концепция, которая приводит к самому лучшему возможному результату для участника. Она не зависит от того, какие именно тактики поведения выбраны оппонентами.
Чтобы лучше понимать, как выбор в теории игр влияет на конечный результат, необходимо разобрать классическую ситуацию из нее. Речь идет о так называемой дилемме заключенного.
Дилемма заключенного
Теория игр предусматривает одну стандартную ситуацию, которая получила название «дилемма заключенного». В ней есть двое преступников, которых привели на допрос. Их держат в разных камерах, чтобы те не говорили друг с другом. Следователь обладает доказательной базе по обвинению преступников в нарушении закона. А вот улик для обвинения в более крупном деле – нет.
Следствие предлагает преступникам сделку:
- Если оба молчат и не «сдают» друг друга – каждый получает небольшой срок за незначительное преступление.
- Если один из заключенных сдаст другого, а тот, кого сдали, молчит – «стукача» отпускают, а второго сажают за решетку на длительный срок.
- Если оба сдают друг друга, им обоим грозит небольшой срок. Только он окажется больше, чем при молчании обоих преступников.
Изначально кажется, что промолчать – это лучшее решение, ведь тогда можно получить самый маленький срок заключения. Но, из-за того, что преступники не могут говорить друг с другом, появляются риски. Так, если показания не дать, можно сесть в тюрьму или на самый большой срок, или на самый маленький.
Согласно теории игр, оптимальное решение здесь – дать показания. А именно – воспользоваться доминирующей стратегией. А именно – действовать только в своих интересах. О другом человеке думать не нужно. В таком случае можно или выйти на свободу, или получить средний срок заключения.
Ситуация, при которой две доминирующий стратегии уравновешивают друг друга – это равновесие Нэша. Оно учит тому, что не нужно отклоняться от выгодной стратегии, если неизвестно, как поведет себя «противник».
Виды игр
Теория игр предусматривает разные игровые типы. Игры бывают:
- Кооперативными и некооперативными. В первом случае участники могут объединяться в группы для достижения конечной цели. Примером теории игр кооперативного плана служит Minecraft. В некооперативных участники соревнуются друг с другом. Они не могут объединяться и сотрудничать.
- С нулевой и ненулевой суммой. В первом случае один игрок заберет себе выигрыш, а второй – все потеряет. Во втором случае выигрыш может быть поделен между участниками. Разница в том, что победитель получает на порядок больше остальных.
- Параллельными и последовательными. В первых участники ходят вслепую или одновременно. Они не знают, какое действие выполнил соперник, пока ход не закончился. Во вторых – партии, в которых ходят по очереди.
- Симметричными и несимметричными. Симметричные – те, в которых у участников одинаковый набор стратегий и, если поменять их местами, конечный результат не поменяется. Несимметричные допускают разные стратегии.
- С полной и неполной информацией. В первом случае пользователь (человек) обладает всей информацией о манипуляциях со стороны соперника. Во втором – ее нет вовсе, либо данные представлены в неполном объеме.
Осталось выяснить, где чаще всего встречается теория игр. Несмотря на то, что она может характеризоваться только математикой, на самом деле она преобладает много где.
Где используется
У теории игр множество областей применения. С ее помощью получится моделировать совершенно разные ситуации – вплоть до бытовых.
Чаще всего теория игр встречается в:
- Бизнесе. Она используется для анализа конкурентного поведения и формирования маркетинговых мероприятий.
- Биологии. Тут она помогает изучать животных и их поведение.
- Международных отношениях. Рассматриваемый элемент – основной инструмент. С помощью теории игр можно предсказать, как падение режима в стране повлияет на обстановку у стран-соседей.
- Data Science. Здесь игровая теория применяется для обучения нейросетей.
- Обыденной жизни. Человек сталкивается с рассматриваемым компонентом, не осознавая этого. Сюда можно отнести выбор кино на вечер, поход в магазин или на свидание, воспитание детей и многое другое.
Что собой представляет теория игр в общих чертах – ясно. Получше изучить ее помогут дистанционные компьютерные курсы.
Хотите освоить современную IT-специальность? Огромный выбор курсов по востребованным IT-направлениям есть в Otus!
