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동시게임의 의의와 구조 및 균형
(1) 동시게임의 의의와 구조
동시게임(simultaneous-move game)이란 게임에 참가하는 각 경기자가 상대방 경기자들이 무엇을 선택했는지에 대해 전혀 알지 못하는 상태에서 수를 써야만 하는 게임을 의미한다. 가위 바위 보 경기를 할 때처럼 각 경기자들이 동시에 행동하게 되면 상대방의 행동에 대해서 알 수 없다. 뿐만 아니라 만약 각 경기자가 상대방 경기자들이 어떻게 하였고 또한 어떻게 할 것인가에 대해서 전혀 알지 못한 채 서로 떨어져서 각자의 행동을 하게 될 경우, 비록 각자의 행동선택의 시점이 서로 다르더라도 이와 같은 게임 역시 동시게임이라고 할 수 있다. 바로 이와 같은 이유 때문에 동시게임은 종종 불완전정보게임(imperfect information game)이라고 부른다.
이와 같은 동시게임은 우리의 일상생활에서 종종 목격된다. 즉 가장 쉬운 보기 중의 하나가 축구시합에서 페널터킥 찰 때의 골키퍼와 키커간의 상황이다. 왜냐하면 패널티 킥의 순간에 두 선수들은 각자의 방향을 동시에 정해야만 하기 때문이다. 즉 골키퍼는 어느 쪽을 집중적으로 마크해야 할 것인가를 결정하기 위하여 키커가 공을 찰 때까지 기다러면 이미 때는 늦다. 여름철 성수기를 대비하여 에어컨을 생산하는 가전제품 회사들이 그들 제품의 모델을 결정할 때도 상대방 경쟁자의 결정을 알지 못한 상태에서 결정해야만 하는데 이것도 일종의 동시게임적 상황인 것이다.
동시게임은 거의 대부분 보상표(payoff table)로서 쉽게 나타낼 수 있으며, 이 보상표는 게임의 전략적 형태(strategic form) 또는 게임의 정규형 형태(normal form)라고 불린다. 동시 게임 그 자체는 정규형 게임(normal-form game) 또는 전략적게임(strategic-for…
게임의 보상표
가위바위보 게임의 보상표
단축화된 가위바위보 게임의 보상표
(2) 동시게임의 균형: 내쉬균형
째 수가 쓰여지고 나면 각 경기자의 행동선택은 게임의 앞의 수에 의하여 조건지워진다. 바로 이와 같은 성질 때문에 순차게임에서는 역추론방식을 이용하여 균형을 찾을 수 있었다. 그렇지만 동시게임에서는 그러한 역추론은 적용될 수 없기 때문에 다른 방식을 이용하여 균형을 탐색해야만 한다.
등시게임에서의 균형은 내쉬균형으로 묘사된다. 내쉬균형이란 명칭은 1940년대와 1950년대에 비협조게임(noncooperative game)에서의 해(solution)를 찾아낸 내쉬(John Nash)를 기념하기 위하여 붙여진 것이다.
내쉬는 다른 모든 상대방 경기자들이 그들의 균형전략을 택할 때 각 경기자가 취하는 전략이 그 경기자의 최선의 전략이 될 수 있도록 해주는 전략의 배열을 일반적인 비협조게임의 균형이라고 설명한다. 즉 내쉬균형에서 각 경기자는 주어진 상황에서 자신이 취할 수 있는 최선의 대응전략(best response strategy)을 택한다. 각 경기자는 상대방이 택할 전략을 예측할 수 있으며, 상대방이 이 예측대로 선택하게 되는 자기예상실현의 특성이 내쉬균형의 개념 속에 내포되어 있다. 그렇기 때문에 내쉬균형에서 각 경기자는 주어진 상황에서 자신의 선택에 만족하게 되고 전략을 바꿀 유인을 전혀 갖지 않는다.
이와 같은 내쉬균형은 다음과 같은 두 가지 문제가 있다. 첫 번째 문제는 비록 각 경기자가 주어진 상황에서 자신이 취할 수 있는 최선의 대응전략을 택하지만 그 결과가 파레토효율적이지 않다는 점이다. 이것에 대한 가장 대표적인 보기는 다음 절에서 소개할 용의자들의 딜레마게임(prisoners` s dilemma game)이다. 두 번째 문제는 어떤 게임에서 복수의 내쉬균형이 존재할 수 있는데, 이 경우 어떤 균형이 채택될 것인가가 문제이다.
동시게임에서 각 경기자들이 갖는 내쉬균형전략은 순수전략일 수도 있고 혼합전략일 수도 있다. 순수전략이란 각 경기자들의 비무작위적(nonrandom) 행동대안을 규정한다. 즉 게임의 각 단계에서 취해질 수(move)가