Lezione IV: Giochi e Strategie

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Lezione IV: Giochi e Strategie

Una decisione può essere definita strategi-
ca se è basata su di un’ipotesi relativa al
comportamento di altri soggetti e/o mira ad
influenzarlo.

Ex: la scelta dei titoli di prima pagina del-
l’edizione di domani del Corriere della Sera.

              IO: IV Lezione (P. Bertoletti)   1
GIOCO:
Modello stilizzato di comportamento strategico,
nel quale i risultati (payoff) di un soggetto decisore
(giocatore) dipendono dalle sue azioni ma anche
dalle azioni di altri soggetti (ed essi sono consa-
pevoli di tale interazione).
In generale, il comportamento ottimale di un gio-
catore dipende dunque dalle sue congetture circa il
comportamento altrui.
Ex: i comportamenti degli oligopolisti (decisioni
di prezzo, qualità, quantità, etc.)

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Elementi di un Gioco nella sua “Forma
               Normale”:
• 1) Insieme dei giocatori
• 2) Insieme delle “Regole” (chi può fare co-
  sa, quando e con quali informazioni)
• 3) Insieme delle funzioni di payoff, ovvero
  dei valori di utilità che i giocatori ottengono
  in funzione dei vari risultati possibili
  (combinazioni strategiche)

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Ex: Dilemma del Prigioniero
                                  Regola: scelte “simulta-
                                  nee”
1\2   S     D                     Le righe sono intestate al
                                  giocatore 1 (cui si riferisce
                                  il primo valore di cella) e
A     5,5   3,6                   le colonne al giocatore 2
                                  (cui si riferisce il secondo
                                  valore di cella).
B     6,3   4,4                   Si noti che i risultati di-
                                  pendono dalle azioni di
                                  entrambi i giocatori
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Nel caso del Dilemma del Prigioniero (DP):

1) due giocatori: 1 e 2
2) S e D: strategie del giocatore 2
   A e B: strategie del giocatore 1
   (A, S), (A, D), (B, S) e (B, D):
    “combinazioni strategiche” cui sono
    associati i 4 risultati possibili
3) (5, 5), (3, 6), (6, 3) e (4, 4): valori dei
    payoff
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Per esempio:

(3, 6) significa che se 1 scegliesse A e 2
scegliesse D, cosicché a realizzarsi sarebbe
la combinazione strategica (A, D) con le
conseguenze materiali che ne derivano, la
valutazione di tali risultati in termini di uti-
lità individuale sarebbe di 3 per il gioca-
tore 1 e di 6 per il giocatore 2.

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Si noti che:

• La regola della simultaneità delle scelte non
  deve essere necessariamente interpretata in
  senso stretto.

• Vale piuttosto come “assenza di informazio-
  ni sul comportamento della controparte nel
  momento in cui si deve decidere”.

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Come scegliere?
    • Un caso semplice (e improbabile): le
            Strategie Dominanti (SD)
• Una strategia si dice dominante se fornisce i
  risultati migliori indipendentemente da
  quanto fanno gli altri giocatori!
• Ex: B è una strategia dominante per 1 nel
  DP (e D è una SD per 2 nello stesso gioco,
  che è simmetrico).

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Ne segue che la combinazione strate-
gica (B, D) è un Equilibrio in Stra-
tegie Dominanti, ed è ovviamente la
soluzione del DP (ogni decisore razio-
nale dovrebbe adottare la sua strategia
dominante, se questa esiste (se esiste
una SD per un giocatore in un certo
gioco, allora questa è unica, a meno
che ne esistano altre sostanzialmente
coincidenti)).
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Il DP ha una soluzione ovvia.
• Perché è così famoso?
• Perché illustra chiaramente la tensione tra
  l’interesse individuale e i risultati collettivi.
  Infatti (B, D) è l’unica combinazione strate-
  gica Pareto-inefficiente nel DP!
• Si tratta di una caso analogo a quello del
  cosiddetto “free riding”:

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Ex: La costruzione della Scuola

   1\2               I                             NI

    I    v – c/2, v – c/2 v – c, v

    NI   v, v – c                            0,0

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La costruzione della Scuola
• v = valore individuale            • Regola: si costruisce se
      della Scuola                    almeno uno dei giocatori
• c = costo di                        si dichiara interessato alla
      costruzione della               costruzione, dividendo la
      Scuola                          spesa tra questi.
• c/2 = suddivisione del            • Assunzione: c > v > c/2
      costo                         • Risultato: (NI, NI) è un
                                      equilibrio in SD ed è
                                      Pareto inefficiente!
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Strategie Dominate: un esempio

       1\2            S                   C          D
       A           1, 1                 2, 0         1, 1

      M            0, 0                  0, 1        0, 0
      B            2, 1                  1, 0        2, 2
   (_, ) : “risposta ottima” giocatore 1; ( ,_) : “risposta
   ottima” giocatore 2;

   M è dominata
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Nel gioco precedente non ci sono strategie
dominanti.

Ma ci sono strategie DOMINATE.

In un certo gioco, per un certo giocatore,
una strategia si dice dominata se ne esiste
un’altra che gli permette di ottenere risultati
migliori qualunque cosa facciano gli altri
giocatori.
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Una strategia è una risposta ottima per un
certo giocatore ad un dato comportamento
degli altri giocatori se ottiene il risultato mi-
gliore per il primo dato il comportamento dei
secondi.
Una strategia dominata non sarà mai (per
nessun comportamento degli altri giocatori)
una risposta ottima.
Una SD è sempre (per qualunque comporta-
mento degli altri giocatori) la risposta ottima.
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E’ facile vedere che nel gioco precedente M è
una strategia dominata per 1.
• Il punto importante è che una strategia domina-
  ta non dovrebbe MAI essere adottata da un
  giocatore razionale.
• Dunque esse sono di fatto irrilevanti, sia per il
  giocatore per il quale sono disponibili, sia per
  gli altri giocatori, che non dovrebbero atten-
  dersi il loro utilizzo (questa affermazione si
  basa in realtà sull’assunzione che sia la forma
  normale del gioco che la razionalità di tutti
  giocatori sia di loro “conoscenza comune”
  secondo il linguaggio della logica formale).
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• Dunque le strategie dominate possono esse-
  re eliminate da una forma normale, così op-
  portunamente “semplificando” il gioco, e-
  ventualmente secondo una procedura itera-
  tiva.
• Ex: Se nel gioco precedente 2 è razionale,
  conosce i payoff, crede che anche 1 lo sia e
  che anche 1 conosca i payoff, allora dovreb-
  be dedurre che 1 non userà mai la strategia
  M.
• In tal caso il gioco diviene il seguente:
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Strategie Dominate: continuazione dell’esempio

         1\2       S                   C          D
        A        1, 1                2, 0         1, 1
        B        2, 1                 1, 0        2, 2

            C è (ora) dominata per 2.

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Il processo può continuare:
•   Dopo l’eliminazione della strategia M per
    il giocatore 1, la strategia C per il gioca-
    tore 2 diviene dominata.
•   Se si è disposti ad assumere che il gioca-
    tore 1 è razionale, conosce i payoff e sa
    “che il giocatore 2 conosce i payoff e sa
    che il giocatore 1 è razionale e conosce i
    payoff”, allora C diviene irrilevante, e il
    gioco può essere di nuovo semplificato:
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Strategie Dominate: continuazione dell’esempio

                        S                     D
         1\2

        A             1, 1                   1, 1

        B             2, 1                    2, 2

            A è (ora) dominata per 1;
            in effetti B è (ora) SD per 1
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Proseguendo ancora:
•   Continuando ad iterare le ipotesi di conoscenza
    comune della razionalità reciproca e dei payoff si
    giunge dunque al gioco semplificato:
               1\2          S                    D
              B            2, 1                  2, 2
    nel quale (B, D) è (banalmente) un equilibrio
    in strategie dominanti dopo aver
    iterativamente eliminato le strategie dominate.
    Se si è disposti a considerare le strategie
    dominate come irrilevanti, (B, D) è anche la
    SOLUZIONE del gioco originario.
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Le ipotesi sulla conoscenza comune della
      razionalità sono cruciali. Ex:

       1\2       S                   D
      A          1, 0               1, 1
      B        -100, 0               2, 1
 D è SD per 2, ma voi giochereste a cuor
 leggero B nei panni di 1?
 Bisognerebbe essere certi della razionalità
 di 2 e della sua conoscenza dei payoff!
               IO: IV Lezione (P. Bertoletti)   22
Spesso non esistono strategie domina-
te: cosa fare in tal caso? Ex:

     1\2    S                     C          D

     A     2, 1                1, 4          0, 3

    M      1, 3                2, 2          1, 1

    B      0, 1                 0, 0         2, 2

            IO: IV Lezione (P. Bertoletti)          23
Ogni concetto di soluzione dovrebbe avere al-
meno 2 caratteristiche:

1) Ciascun giocatore                     2) Le congetture
  “fa del suo meglio”                    di ciascun gioca-
  sulla base delle sue                   tore risultano
  congetture sul com-                    coerenti col com-
  portamento degli                       portamento degli
  altri (ovvero, utiliz-                 altri giocatori.
  za una sua “risposta
  ottima”);
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Ogni combinazione strategica che soddisfi le
precedenti proprietà è detta Equilibrio di Nash (NE).

• Una definizione alter-           • Un’altra è che un NE è
  nativa è che un NE è               una combinazione
  una combinazione                   strategica fatta di
  strategica tale che                vicendevoli risposte
  nessun giocatore possa
  migliorare unilateral-             ottime.
  mente (cioè dato il              • (B, D) è un NE del
  comportamento degli                gioco precedente, ed è
  altri) il proprio pay-             l’unico.
  off.
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Ogni NE è
• 1) Internalmente coerente, come “previ-
  sione di comportamento” dei giocatori;

• 2) Stabile, come indicazione di una “con-
  venzione comportamentale”.

• Comunque, l’NE non è necessariamente
  UNICO.

                IO: IV Lezione (P. Bertoletti)   26
Ex: la Battaglia dei Sessi

                   1\2            S                     D
                  A             1, 2                    0, 0
                  B             0, 0                    2, 1
La battaglia dei sessi illustra un gioco di coordinamento con
preferenze differenziate.
Non esiste una soluzione ovvia ((A, S) e (B, D) sono entrambe
NE), come nel caso di molti processi di standardizzazione.
In questi contesti è talora il “caso”, o forse “la storia” a rendere
“saliente” (“focale”) una certa combinazione (path dependency?)
                       IO: IV Lezione (P. Bertoletti)           27
Un caso più semplice: un gioco di PURO
              coordinamento:

          1\2     a           b           c             d     e
           f     1,1          0,0         0,0           0,0   0,0
           g     0,0          3,3         0,0           0,0   0,0
           h     0,0          0,0         2,2           0,0   0,0
           i     0,0          0,0         0,0           1,1   0,0
           l     0,0          0,0         0,0           0,0   2,2
Tutte le combinazioni strategiche sulla diagonale maggiore
sono NE. Ma (g, b) sembra il punto focale (è l’unica posizione
Pareto efficiente).
                       IO: IV Lezione (P. Bertoletti)               28
Le cose possono essere molto più
complesse. Ex: la Caccia al Cervo

            1\2            S                     D
           A             9, 9                    1, 7
           B             7, 1                    6, 6

(A, S) e (B, D) sono NE.
(A, S) è Pareto efficiente e Pareto domina (B, D).
Giochereste A (o S)?
                IO: IV Lezione (P. Bertoletti)          29
Precisazioni:
1) Ogni Equilibrio in SD è anche un NE (si
verifichi tale proprietà sui giochi considerati
in precedenza).
2) Una strategia dominata non sarà mai parte
di un NE.
3) Nonostante alcuni aspetti problematici so-
pra menzionati, faremo sempre riferimento al
NE.
               IO: IV Lezione (P. Bertoletti)   30
Giochi Sequenziali in Forma Estesa
Nei giochi simultanei ciascun giocatore decide
senza conoscere le scelte degli altri.

In altri contesti, le scelte sono sequenziali, nel
senso che i giocatori possono decidere in funzione
delle scelte effettuate in precedenza dagli altri (se
ne sono informati).

Per illustrare questo tipo di giochi si può far ricor-
so all’Albero delle Decisioni, ovvero alla cosid-
detta Forma Estesa del gioco.
                  IO: IV Lezione (P. Bertoletti)     31
Ex 1: un gioco di “entrata” sul mercato
                                                         1
                                                                  Mosse di 1
     “Nodi decisionali”                                      ne
                                             e

Albero delle decisioni                   2                   Π1 = 0
                            r                nr              Π2 = 50
       Mosse di 2

                    Π1 = -10               Π1 = 10
                    Π2 = -10               Π2 = 20
                                                                  Payoffs
                        IO: IV Lezione (P. Bertoletti)                      32
Nell’esempio, le decisioni di 2 (impresa incum-
bent) posso essere viste come funzioni delle deci-
sioni di 1 (impresa “entrante”).
Si noti che in un gioco in forma estesa, le strategie
sono piani d’azione completi (“contingenti”). Coin-
cidono con le mosse solo se i giocatori scelgono una
volta sola (come nell’esempio del gioco di entrata).

Ci sono due NE = {(e, nr), (ne, r)}, come può facil-
mente essere verificato (per esempio usando la for-
ma normale corrispondente, nella quale i giocatori
scelgono simultaneamente le strategie).
                 IO: IV Lezione (P. Bertoletti)   33
La forma normale del gioco d’entrata:

        1\2        r                    nr

        e       -10, -10               10, 20
       ne       0, 50                   0, 50

  Si noti che, nell’esempio, le strategie di
  2 non producono effetti se 1 non entra.
              IO: IV Lezione (P. Bertoletti)    34
Tuttavia l’NE (ne, r) appare insoddisfacente:
• In effetti, la “mossa” r da parte del gioca-
  tore 2 non è credibile, in quanto non sareb-
  be conveniente metterla davvero in pratica.

• Si dice in gergo che la mossa r è basata su
  di una minaccia non credibile (r dopo e).

• Un modo per vederlo è risolvere a ritroso il
  gioco (backward induction), sfruttando la
  forma estesa del gioco.
                 IO: IV Lezione (P. Bertoletti)   35
Dopo aver osservato la mossa e da parte di 1:

 • La mossa ottimale di 2 è chiaramente nr.
 • Ne segue che il gioco potrebbe essere “ri-
   solto a ritroso” riducendolo a:
                     1             Dunque l’unica soluzione ragione-
  Payoffs “di            ne        vole, ottenuta collezionando le
                 e
continuazione”                     mosse ottimali, è (e, nr)!

          Π1 = 10         Π1 = 0
          Π2 = 20         Π2 = 50
                         IO: IV Lezione (P. Bertoletti)          36
Ex 2: la Battaglia dei Sessi (statica)
                                  1                       Insieme Informativo (II)
                            A            B

                 α   2                             β       2
           S              D               S                      D

    1, 2                  0, 0        0, 0                      2, 1
Il gioco è “simultaneo” nel senso che il giocatore 2
non può distinguere tra i nodi decisionali α e β che
appartengono al medesimo II, poiché non sa cosa ha
scelto 1 .
Come sappiamo, NE = {(A, S), (B, D)}.
                         IO: IV Lezione (P. Bertoletti)                       37
Ex 3: la Battaglia dei Sessi dinamica
                                1
                          A            B                    Gli II coincidono
                                                            coi singoli nodi
                                                               decisionali
               α   2                             β      2
           S            D               S                    D

    1, 2                0, 0        0, 0                     2, 1

In questo caso il giocatore 2 quando sceglie sa esat-
tamente cosa ha scelto il giocatore 1 (può distinguere
tra α e β ). Si noti che perciò dispone di 4 strategie
alternative: [S; S], [S; D], [D; S] e [D; D].
                       IO: IV Lezione (P. Bertoletti)                     38
Le strategie, in quanto piani contingenti alle
     informazioni disponibili ai decisori:
• Sono combinazioni di mosse, • Possono dunque essere
  una per ciascun insieme       indicate semplicemente
  informativo al quale un       tramite l’elenco delle
  giocatore è chiamato a        mosse suddette.
  compiere una scelta.
  Si noti inoltre che ogni nodo decisionale corrisponde
  ad una precisa sequenza di azioni scelte dai giocatori
  in precedenza. Ancorare le strategie agli insiemi in-
  formativi è dunque un modo naturale di condizionar-
  le alle informazioni a disposizione dei giocatori
  (quando devono scegliere).
                    IO: IV Lezione (P. Bertoletti)       39
La forma normale della battaglia dei sessi
dinamica:

        1\2   S;S        S;D D;S D;D
         A    1,2         1,2 0,0 0,0
         B    0,0         2,1 0,0 2,1
 Ci sono dunque 3 NE = {(A, [S; S]), (B, [S; D]), (B,
 [D;D])}.
 Ma l’unico sensato è naturalmente (B, [S; D]), nel
 quale il giocatore 2 “segue” 1, come si può vedere
 usando l’induzione a ritroso sulla forma estesa.
                    IO: IV Lezione (P. Bertoletti)   40
In generale, è sempre possibile risolvere a ritroso un
                gioco in forma estesa.
• Tuttavia, talora a una prima mossa seguono uno o
  più veri e propri “sottogiochi”. In tal caso risolve-
  re “per induzione a ritroso” significa trovare prima
  l’NE del sottogioco rilevante, e poi risalire.
• Gli NE così determinati (un sottoinsieme di quelli
  che si potrebbero identificare usando la forma nor-
  male) si dicono “perfetti rispetto ai sottogiochi”
  (SPNE), e sono esemplificati da (e, nr) nel gioco
  d’entrata e da (B, [S; D]) nella battaglia dei sessi
  dinamica.
                    IO: IV Lezione (P. Bertoletti)   41
Il risultato del gioco d’entrata suggerisce che
la capacità di impegnarsi credibilmente (to
commit) ad un certo comportamento possa
avere un cruciale valore strategico.
Supponiamo che il giocatore 2 possa predeterminare
per sé stesso un costo se non dovesse decidere di rea-
gire nel caso di entrata del concorrente. Possiamo
pensare per semplicità ad un impegno contrattuale
(diciamo dal notaio).
Sembra folle? È come bruciarsi i ponti alle spalle
nella tattica militare …
                  IO: IV Lezione (P. Bertoletti)     42
2
Supponendo che la
penale sia – 40:
                          i                               ni
                    1                                               1

               e        ne                                      e        ne

           2            Π1 = 0                            2              Π1 = 0
     r         nr       Π2 = 50                                nr        Π2 = 50
                                                r

Π1 = -10    Π1 = 10                Π1 = -10                    Π1 = 10
Π2 = -10    Π2 = -20               Π2 = -10                    Π2 = 20
Le mosse ottimali di 2 sono rispettivamente r e nr nel sot-
togioco di sinistra e in quello di destra.
                         IO: IV Lezione (P. Bertoletti)                       43
Risolvendo                               2
 a ritroso
                        i                               ni

                  1                                              1
              e       ne                                     e       ne

                      Π1 = 0                                         Π1 = 0
   Π1 = -10                                      Π1 = 10
                      Π2 = 50                                        Π2 = 50
   Π2 = -10                                      Π2 = 20
                    Payoffs di
                  continuazione
 Le mosse ottimali di 1 sono rispettivamente ne e e nel
 sottogioco di sinistra e in quello di destra.
                       IO: IV Lezione (P. Bertoletti)                     44
Dunque:
                              2
                        i             ni
              Π1 = 0                  Π1 = 10
              Π2 = 50                 Π2 = 20

             Payoffs di continuazione

Naturalmente, conviene (e molto) al giocatore 2
scegliere la mossa i (ottiene un payoff di 50 inve-
ce che di 20!).

                   IO: IV Lezione (P. Bertoletti)   45
2
Mosse ottimali in
linea continua:
                           i                               ni

                     1                                               1
                e        ne                                      e        ne

            2            Π1 = 0                            2              Π1 = 0
     r          nr       Π2 = 50                                nr        Π2 = 50
                                                 r

Π1 = -10     Π1 = 10                Π1 = -10                    Π1 = 10
Π2 = -10     Π2 = -20               Π2 = -10                    Π2 = 20

                          IO: IV Lezione (P. Bertoletti)                       46
Tirando le somme:
Ne segue che l’SPNE di questo gioco è:

            ([ne; e], [i; r; nr]).

Si noti che il giocatore 1 dispone di 4 stra-
tegie (ogni combinazione delle mosse e/ne
nei due sottogiochi) e il giocatore 2 di 8
strategie (ogni combinazione delle mosse
i/ni e r/nr).
               IO: IV Lezione (P. Bertoletti)   47
(ne; e) è, per esempio, la strategia del giocatore 1
secondo la quale egli non entra se ha visto il gio-
catore 1 impegnarsi (ovvero nel sottogioco di sini-
stra) e invece entra in caso contrario (ovvero nel
sottogioco di destra).
Analogamente, (i; r; nr) è la strategia che detta al
giocatore due di impegnarsi e reagire nel caso di
entrata, e di non reagire nel caso in cui non si fos-
se impegnato e vi fosse stata entrata (che il com-
portamento debba essere definito anche in tale
contesto controfattuale è parte della definizione di
strategia come piano completo d’azione ed è ne-
cessario per l’analisi giochistica).
                 IO: IV Lezione (P. Bertoletti)     48
E’ facile verificare sulla forma normale che vi
      sono molti NE nel gioco in esame.

• Ma, come abbiamo visto, uno solo risulta “credibi-
  le” (perfetto rispetto ai sottogochi).
• Si tratta di un risultato “tipico”: la possibilità di
  utilizzare la forma estesa permette di ridurre
  un’immotivata molteplicità di risultati possibili
  (questo non sempre risolve il problema della mol-
  teplicità degli equilibri: per esempio, nella Batta-
  glia dei sessi “statica”, entrambi i NE sono tecni-
  camente SPNE poiché non ci sono di fatto veri e
  propri sottogiochi).
                   IO: IV Lezione (P. Bertoletti)    49
La corrispondente forma normale:

            i;r;   i;nr;     i;nr;        ni;r;       ni;r;   ni;    ni;nr
  1\2 i;r;r nr     r         nr           r           nr      nr;r   ;nr
      -10, -10,    10,       10,          -10,        10,     -10,   10,
 e;e
      -10 -10      -20       -20          -10         20      -10    20
      -10, -10,    10,       10,          0,          0,      0,     0,
e; ne
      -10 -10      -20       -20          50          50      50     50
       0,    0,    0,        0,           -10,        10,     -10,   10,
ne;e
       50    50    50        50           -10         20      -10    20
ne;    0,    0,    0,        0,           0,          0,      0,     0,
ne
       50    50    50        50           50          50      50     50
                     IO: IV Lezione (P. Bertoletti)                       50
Cosa non va negli altri NE?
• Almeno una delle strategie che lo compongono
  non prevede (almeno in un caso) una mossa ot-
  timale nel caso dovesse essere effettivamente ope-
  rata.
• In questo senso non risulta “credibile”, non do-
  vrebbe pertanto essere creduta, non passa l’ap-
  plicazione dell’induzione a ritroso e non può es-
  sere parte di un equilibrio perfetto.
• Si noti che, nondimeno, soddisfano la definizione
  di NE (le mosse subottimali hanno luogo fuori dal
  “sentiero di equilibrio” del gioco).
                   IO: IV Lezione (P. Bertoletti)   51
Si noti che, modellisticamente, la capacità di impe-
gnarsi credibilmente può essere rappresentata da una
scelta (irreversibile) operata in anticipo e osservata
dagli altri giocatori. Ex: 2

                    r                               nr

               1                                             1

           e       ne                                    e       ne

                   Π1 = 0                                        Π1 = 0
Π1 = -10                                     Π1 = 10
Π2 = -10           Π2 = 50                                       Π2 = 50
                                             Π2 = 20

                        IO: IV Lezione (P. Bertoletti)                     52
Il SPNE è ([ne; e], r), sostanzialmente equivalente al
precedente.
                                     2

                    r                               nr

               1                                             1

           e       ne                                    e       ne

Π1 = -10           Π1 = 0                    Π1 = 10             Π1 = 0
Π2 = -10           Π2 = 50                   Π2 = 20             Π2 = 50

                        IO: IV Lezione (P. Bertoletti)                     53
Si noti che il valore della capacità di impegnarsi sorge
proprio poiché ci si impegna a qualcosa che non sareb-
be altrimenti conveniente, cambiando così le aspetta-
tive degli altri giocatori.

 • Ex:
                              S                D
               1\2
                  A         0, 1            3, 2

                B           1, 3             5, 1

B è SD per 1 (nel gioco in scelte simultanee), e l’NE è
(B, S).
                      IO: IV Lezione (P. Bertoletti)   54
Tuttavia, se 1 potesse scegliere a quale comportamen-
to impegnarsi credibilmente opterebbe per A, poiché
l’esito sarebbe allora (A, D), per lui più vantaggioso!
La situazione corrisponderebbe a:
                                    1

                     A                                B
                 2                                        2

             S           D                       S            D

      0, 1                3, 2        1, 3                    5, 1

il cui SPNE è (A, [D; S]).
                     IO: IV Lezione (P. Bertoletti)                  55
Si noti che nella forma normale di quest’ultimo gio-
co (nel quale 1 può “impegnarsi”) il giocatore 2 ha 4
strategie e la strategia A non è dominata per 1.

        1\2       S;S              S;D                 D;S   D;D
        A       0,1               0,1                  3,2   3,2
        B       1,3               5,1                  1,3   5,1

              NE = {(A, [D; S]), (B, [S; S])}.

                      IO: IV Lezione (P. Bertoletti)               56
Giochi a più stadi
• La sequenza delle azioni gioca un ruolo importan-
  te nei giochi a più stadi.
• L’idea è che scelte operate in uno stadio preceden-
  te, se successivamente osservate, influenzano le
  scelte successive e debbano perciò essere effet-
  tuate strategicamente.
• Per esempio, scelte di lungo periodo, come quelle
  relative alla capacità produttiva, influenzano le
  successive scelte di breve periodo relative a prezzi
  e quantità.
                   IO: IV Lezione (P. Bertoletti)    57
La rappresentazione modellistica utilizza in
questi casi delle forme cosiddette “semiestese”

Forma normale I:                            Forma normale II:
 lungo periodo                                Breve periodo
 Il punto essenziale è che i payoff dei giocatori dipendono
 sia dalle scelte di breve (adeguabili più rapidamente) che
 dalle scelte di lungo (più lente da modificare), e che
 quelle di breve possono essere condizionate a quelle di
 lungo, che dunque vanno effettuate strategicamente.
 Esempi di scelte di lungo periodo sono ad esempio quel-
 le relative alla capacità produttiva, alla differenziazione
 di prodotto e all’entrata su di un mercato.
                     IO: IV Lezione (P. Bertoletti)             58
Giochi Ripetuti
• In un gioco effettivamente dinamico è possibile
  effettuare (e subire) ritorsioni/retribuzioni per il
  comportamento tenuto in passato (se osservato).
• Si tratta di un elemento strategico fondamentale
  che non può essere adeguatamente modellato in un
  gioco statico (one shot).
• Questo fenomeno è invece modellabile immagi-
  nando che una certa forma normale “one shot”
  (cosiddetto gioco costitutivo) si ripeta una o più
  volte.
                   IO: IV Lezione (P. Bertoletti)   59
Per esempio, si consideri la seguente lieve modifica
di un DP:

                          S             C            D
             1\2
                A      5, 5         3, 6             0, 0
                M      6, 3         4, 4             0, 0
                B      0, 0          0, 0            1, 1
    NE = {(M, C), (B, D)}
    (M, C) Pareto domina (B, D) (entrambe sono Pareto
    inefficienti)
                    IO: IV Lezione (P. Bertoletti)          60
Si supponga ora che tale gioco sia ripetuto 1 volta (cioè
giocato due volte), assumendo che il payoff finale sia la
somma dei payoff di ciascuna “partita”, e che i risultati
della prima partita divengano noti prima della seconda.
• Si noti che nel gioco ripetuto ciascun giocatore
  dispone di 3 x 39 = 310 = 59049 strategie!
• Si possono infatti combinare le tre mosse disponi-
  bili nel gioco durante la prima partita con le tre
  mosse disponibili nella ripetizione condizionabili a
  ciascuno delle 9 combinazioni strategiche che pos-
  so aver avuto luogo nella prima partita (si tratta
  del numero delle disposizioni con ripetizione di
  lunghezza 10 possibili per 3 oggetti).
                     IO: IV Lezione (P. Bertoletti)     61
Nel gran numero di comportamenti
    possibili, c’è spazio per strategie:
• 1) stazionarie (o indipendenti dalla “sto-
  ria”), tipo ‘scegli due volte M’, oppure
  ‘scegli la prima volta M e la seconda volta
  B’ per il giocatore 1;
• 2) dipendenti dalla storia, tipo ‘scegli S e
  poi la risposta ottima (nel gioco costitutivo)
  a quello che ha scelto nella prima partita il
  giocatore 1’ per il giocatore 2.
                 IO: IV Lezione (P. Bertoletti)   62
C’è dunque spazio per strategie che incorporino una
reazione ai comportamenti passati degli altri giocatori

• Si noti che:
• 1) La ripetizione “stazionaria” di mosse che
  costituiscono un NE nel gioco costitutivo è
  un NE anche del gioco ripetuto.
• Ex: (s1): gioca due volte M;
       (s2): gioca due volte C;
                     (s1, s2) è un NE.
                   IO: IV Lezione (P. Bertoletti)   63
Ci sono risultati di equilibrio nel gioco ripetuto che
 non sarebbero stati possibili nel gioco costitutivo:

• 2) si considerino le seguenti strategie, che incorpo-
  rano una certa idea di “ritorsione” in caso di devia-
  zioni da un comportamento “collaborativo”:

      • s1: gioca A; poi gioca M se nella prima partita si
        è realizzata la combinazione strategica (A, S),
        altrimenti gioca B;
      • s2: gioca S; poi gioca C se nella prima partita si
        è realizzata la combinazione strategica (A, S),
        altrimenti gioca D.
                    IO: IV Lezione (P. Bertoletti)    64
(s1, s2) costituiscono un NE (in effetti, un
             SPNE) del gioco ripetuto!
• Per capire perché, si consideri che per la seconda
  partita, qualunque cosa sia successo nella prima, le
  strategie indicano di giocare un NE del gioco co-
  stitutivo (o (A, S) oppure (B, D)). Dunque non sa-
  rebbe unilateralmente possibile fare meglio (e tale
  comportamento risulta credibile).
• Nella prima partita, seguendo la strategia indicata i
  giocatori ottengono un payoff complessivo di 9.
  Utilizzando qualunque altro comportamento i
  giocatori non potrebbero ottenere più di 6 + 1 = 7.
                   IO: IV Lezione (P. Bertoletti)    65
Risulta dunque possibile “sfuggire” (nella pri-
ma partita) al risultato di inefficienza del DP
“statico”!
• L’intuizione è che la minaccia di una ritor-
  sione nella seconda partita (B invece di M,
  oppure D invece di C) sostiene un comporta-
  mento “cooperativo” nella prima.
• Il punto fondamentale è che il vantaggio di
  un comportamento opportunistico nella prima
  partita (6 – 5) sarebbe più che compensato
  dalla punizione ricevuta nella seconda (1- 4).
                IO: IV Lezione (P. Bertoletti)   66
Utilizzando un comportamento strategico che
 incorpori future “punizioni” e/o “ricompense”:

• Si può mostrare che risulta credibile anche per
  giocatori autointeressati (“egoisti”) astenersi
  (per un po’: c’è il problema dell’ultimo perio-
  do) da comportamenti opportunistici.
• In effetti simili spiegazioni sono alla base della
  teoria del funzionamento dei cartelli e in gene-
  rale dei meccanismi di collusione tra imprese
  (capitolo 8).
                  IO: IV Lezione (P. Bertoletti)   67
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