被“美丽心灵”唤醒的数学天才(转载)

8月12日下午，一位70来岁的美国老人出现在北京首都国际机场。这位高挑清瘦的老人，就是诺贝尔经济学奖获得者、首次来中国参加国际数学家大会的约翰•纳什 ―――一位有着传奇人生的数学天才。 　　摘取了第74届奥斯卡最佳影片奖的《美丽心灵》，就是一部以纳什的生平经历为基础而创作的人物传记片。影片主人公原型纳什也因此而成为热门的公众人物。 　　约翰•纳什生于1928年6月13日。父亲是电子工程师与教师，第一次世界大战的老兵。纳什小时孤独内向，虽然父母对他照顾有加，但老师认为他不合群不善社交。 　　纳什的数学天分大约在14岁开始展现。他在普林斯顿大学读博士时刚刚二十出头，但他的一篇关于非合作博弈的博士论文和其他相关文章，确立了他博弈论大师的地位。在20世纪50年代末，他已是闻名世界的科学家了。 　　然而，正当他的事业如日中天的时候，30岁的纳什得了严重的精神分裂症。他的妻子艾米西亚―――麻省理工学院物理系毕业生，表现出钢铁一般的意志：她挺过了丈夫被禁闭治疗、孤立无援的日子，走过了惟一儿子同样罹患精神分裂症的震惊与哀伤……漫长的半个世纪之后，她的耐心和毅力终于创下了了不起的奇迹：和她的儿子一样，纳什教授渐渐康复，并在1994年获得诺贝尔奖经济学奖。 　　如今，纳什已经基本恢复正常，并重新开始科学研究。他现在是普林斯顿大学数学教授，但已经不再任教。学校经济学系经常会举办有关博弈论的论坛，纳什有时候会参加，但是他几乎从不发言，每次都是静静地来，静静地走。 　　与他共过事的人们依然记得，在20世纪70年代和80年代，纳什常常在普林斯顿大学校园内的黑板前不停地写着各种奇怪的公式。没有人愿意和这个消瘦苍白的疯老头说话。那些年长的学者认定纳什这辈子算完了，而年轻的学生偶尔会吃惊地获悉，这个疯子就是著名的纳什。 　　纳什的名字常常出现在经济学课本、进化生物学论文、政治学专著以及数学杂志等各个专业领域。但他的名字往往是作为一个形容词出现的。“纳什均衡”、“纳什谈判解”、“纳什程序”、“纳什嵌入”、“纳什破裂”、“纳什莫泽定理”、“德乔治纳什结果”，专家们熟练地使用着这些专业名词，但他们大多不知道，这个著名的名词所代表的人仍然活着，每天都徘徊在普林斯顿大学校园内，被人们称为普林斯顿大学的幽灵。 　　就连爱因斯坦过去也常常说他只是在头脑非常清晰的时刻才能真正理解这些问题。 　　1994年10月12日，几乎没有获得过任何表彰的纳什和另外两人荣获诺贝尔经济学奖，这种情况非常罕见。关于纳什是否应该获得诺贝尔奖，评奖委员会内部也出现了争执。许多熟知纳什的学者也对纳什的获奖感到吃惊，不是说纳什的成就不够大，而是说，让一个精神病人获得至高无上的诺贝尔奖，这种做法的确大胆。但是许多帮助纳什的学者坚持认为，仅仅因为患有精神病而剥夺了一个人的获奖权利，这种做法有点不公。 　　事实证明，纳什的精神状况在那时已经出现了奇迹般的恢复。最终，纳什以他在博弈论领域的贡献，获得了诺贝尔经济学奖。 　　纳什在他的狂想世界里承受着巨大的不幸。直到最后，他终于能够克制自己对一些幻想不去理睬。他在患病期间一直痴迷于建立世界政府，最终也明白那不过是自己的狂想而已。他终于又回到了清醒的世界，声称要在数学方面再做一些贡献。他在诺贝尔奖获得者自传里写道：按照概率，66岁的人再取得数学成就的可能性不大，但是因为中间我休息了30多年的时间，因此可能会违反一些常规。 博弈论研究的是什么？ 　　 1994年10月11日，瑞典皇家科学院宣布，由于纳什博士对非合作博弈理论中的均衡问题进行了开创性分析，与哈尔萨尼教授（ P rofessor JohnC．Harsanyi）和泽尔滕教授（ P rofessorDr． Reinhard Selten）分享了该年度的诺贝尔经济学奖，奖金93万美元。 　　博弈论研究人们的策略互动行为。博弈论认为：一、人是理性的，即人人都会在约束条件下最大化自身的利益；二、人们在交往合作中有冲突，行为互相影响，而且信息不对称。博弈论研究人们的行为，在直接相互作用时的决策，以及决策的均衡问题。换句话说，博弈论研究如何使得人们在市场经济中，自愿做出大家都遵守和实施的有效制度安排，以增进社会的福利的机制。 　　博弈论是深刻理解经济行为和社会问题的基础。现在人们说的博弈论，一般指非合作博弈论。它的特征是：人们行为相互作用时，当事人不能达成一个有约束力的协议。或者说，行为人之间的合约对于签约人没有实质性约束力。例如，现实中的非合作博弈问题的例子是，石油卡特尔欧佩克的产量协议，对于其成员国就没有约束力。你心里想什么我不知道，我也不想让你知道我心里想什么。因此，协议经常不能坚持到底，总有一国先行增产降价以谋求自己更高的利润。 　　纳什在1950年和1951年发表了两篇关于非合作博弈的论文，《 n人博弈中的均衡点》和《非合作博弈》，定义了“纳什均衡”概念，与 T ucker于1950年定义的“囚徒困境”一起，奠定了当代非合作博弈论的基石。纳什获得诺贝尔经济学奖，就是基于这两篇论文。 　　在纳什的基础上，后来的泽尔滕精炼了纳什均衡概念，定义了完全信息动态博弈的“子博弈完备纳什均衡”（1965），以及进一步刻画不完全信息动态博弈的“完备贝叶斯纳什均衡”（1975）。而哈尔萨尼则发展了刻画不完全信息静态博弈的“贝叶斯纳什均衡”（1967－1968）。总之，他俩进一步将纳什均衡动态化，加入了接近实际的不完全信息条件。他们的工作为后人继续发展博弈论，提供了基本思路和模型，因此他们也与纳什同时获得了诺贝尔经济学奖。 　　较为正式地说，纳什均衡是一种策略组合，给定对手的策略，每个参与人选择自己的最优策略。也就是说，纳什均衡是一种僵局，其他参与人的策略一定，没有任何人有积极性偏离这种均衡的局面。经济学中的完全竞争均衡，就是纳什均衡，因为买卖双方都是按照既定的价格进行交易量的选择，结果导致了零利润。 　　把上述思想应用于现实经济、政治等境况，可以得出许多有益的结果，加深我们对于人们的社会行为的认识。 　　博弈论的经典案例：“囚徒困境” 　　 “囚徒困境”说的是两个囚犯的故事。这两个囚徒一起做坏事，结果被警察发现抓了起来，分别关在两个独立的不能互通信息的牢房里进行审讯。在这种情形下，两个囚犯都可以做出自己的选择：或者供出他的同伙（即与警察合作，从而背叛他的同伙），或者保持沉默（也就是与他的同伙合作，而不是与警察合作）。 　　这两个囚犯都知道，如果他俩都能保持沉默的话，就都会被释放，因为只要他们拒不承认，警方无法给他们定罪。但警方也明白这一点，所以他们就给了这两个囚犯一点儿刺激：如果他们中的一个人背叛，即告发他的同伙，那么他就可以被无罪释放，同时还可以得到一笔奖金。而他的同伙就会被按照最重的罪来判决，并且为了加重惩罚，还要对他施以罚款，作为对告发者的奖赏。当然，如果这两个囚犯互相背叛的话，两个人都会被按照最重的罪来判决，谁也不会得到奖赏。 　　那么，这两个囚犯该怎么办呢？是选择互相合作还是互相背叛？从表面上看，他们应该互相合作，保持沉默，因为这样他们俩都能得到最好的结果：自由。但他们不得不仔细考虑对方可能采取什么选择。 A犯不是个傻子，他马上意识到，他根本无法相信他的同伙不会向警方提供对他不利的证据，然后带着一笔丰厚的奖赏出狱而去，让他独自坐牢。这种想法的诱惑力实在太大了。但他也意识到，他的同伙也不是傻子，也会这样来设想他。 　　所以， A犯的结论是，唯一理性的选择就是背叛同伙，把一切都告诉警方，因为如果他的同伙笨得只会保持沉默，那么他就会是那个带奖出狱的幸运者了。而如果他的同伙也根据这个逻辑向警方交代了，那么， A犯反正也得服刑，起码他不必在这之上再被罚款。所以其结果就是，这两个囚犯按照不顾一切的逻辑得到了最糟糕的报应：坐牢。 　　当然，在现实世界里，信任与合作很少达到如此两难的境地。谈判、人际关系、强制性的合同和其他许多因素左右了当事人的决定。但囚徒的两难境地确实抓住了不信任和需要相互防范背叛这种真实的一面。让我们看看冷战时期两个超级大国将自己锁定在一场40年的军备竞赛中，其结果对双方都毫无益处。还有各国的贸易保护主义的永恒倾向也很能说明问题。 　　比如贸易自由与壁垒，这个问题对于刚刚加入 W TO的中国而言尤为重要。任何一个国家在国际贸易中都面临着保持贸易自由与实行贸易保护主义的两难选择。贸易自由与壁垒问题，也是一个“纳什均衡”，这个均衡是贸易双方采取不合作博弈的策略，结果使双方因贸易战受到损害。 X国试图对 Y国进行进口贸易限制，比如提高关税，则 Y国必然会进行反击，也提高关税，结果谁也没有捞到好处。反之，如 X 和 Y能达成合作性均衡，即从互惠互利的原则出发，双方都减少关税限制，结果大家都从贸易自由中获得了最大利益，而且全球贸易的总收益也增加了。 　　博弈论已成为整个社会科学的一个方法 　　我们可以看出，在上述博弈论及其应用中，没有“美丽的心灵”式的先验的道德的余地。博弈论强调用互惠策略（一报还一报），促进行为人之间的合作，形成基于个体理性（利己动机）的集体理性结局（正的外部性或者利他行为），形成社会的道德共识。简单说就是：你对我好，我就对你好；你对我不好，我也对你不好。我对你好，是为了你能继续对我好。我对你不好，不是睚眦必报的互相损害，而是要将对方重新拉回合作的轨道。实现的机制是，通过对恶劣行为的惩罚，驱使行为人合作。因为从多次博弈和演进的角度看，合作比不合作的收益大于成本，不合作比合作的收益小于成本。这就是博弈论应用于经济制度设计的原理之一，也可以看做是可供选择的人类社会道德共识演进的机制。 　　在分析改革过程中各阶层或者群体利益消长和继续改革的态度时，博弈论为我们提供了一个简洁深刻的工具。改革必须有人付出成本（包括风险），