【入門】ゲーム理論とは?囚人のジレンマなど面白い例を交えて分かりやすく解説!

【入門】ゲーム理論とは?囚人のジレンマなど面白い例を交えて分かりやすく解説!ゲーム理論は、複数のプレイヤーや企業が互いの行動を考慮しながら最適な戦略を選ぶ過程を分析する学問です。経済学やビジネス、政治などで、他者の動きに基づく戦略的な意思決定をサポートします。

この理論のメリットは、競争や協力の場面で最適な行動を導き出せる点にあります。例えば、価格競争における価格設定や、交渉での戦略的なアプローチなどが挙げられます。

ゲーム理論を用いることで、より効果的な戦略を設計し、実践に役立てることができます。ここでは、ゲーム理論とはどういもので、どのようなメリットがあるのかを具体的に解説します。また、ゲーム理論の具体例についても紹介します。

監修者 野田ゆうじ

プログラマー(PG)経験 3年 システムエンジニア(SE)経験 8年 プロジェクトマネージャー(PM)経験 7年 過去の開発システム ・ロケット飛行安全システム ・魚雷発射評価シミュレーションシステム ・船舶電話システム ・NHK番組管理システム ・IBM生産管理システム(データベース設計) ・学習塾管理システムパッケージソフト開発 ・6軸アームロボット開発 ・露光装置監視システム その他多数システム開発にかかわってきました。 39歳で独立して、アフィリエイトシステム開発と運営を3年ほど行い、 ライター業務を始めて現在に至ります。

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    ゲーム理論とは? 

    ゲーム理論とは?

    ゲーム理論は、1940年代、アメリカの数学者であるフォン・ノイマンが提唱しました。一致しない利害を待った複数の主体をゲームに参加するプレーヤーの理論と考えて、社会やビジネスで意思決定や行動に大きく影響する概念です。

    ここでは、ゲーム理論に関する下記2つについて解説します。

    ゲーム理論の基本概念

    ゲーム理論には、プレイヤー、戦略、ペイオフ、そしてゲームの分類の4つの要素が重要です。

    まず、プレイヤーは複数人で構成され、各プレイヤーはゲーム中に複数の戦略の中から選択します。戦略はプレイヤーの行動選択を表し、その後の結果に影響します。ペイオフは、各プレイヤーが選択した戦略によって得られる利益や損失を示します。

    ゲームの分類には、協力ゲームと非協力ゲームの二種類があります。協力ゲームでは、プレイヤーが連携して目標を達成しようとします。

    例えば、チームスポーツや同盟形成などが挙げられます。一方、非協力ゲームでは、各プレイヤーが個別に戦略を選択し、他のプレイヤーと競争しながら自身の利益を最大化しようとします。競争が激しい状況や、市場競争、競売などがこれに該当します。

    ゲーム理論は、これらの要素を通じて社会科学、経済学、生物学など幅広い分野で応用されています。それぞれの状況や目的に応じて、適切な戦略を選択し、最適な結果を得るための理論的枠組みを提供します。

    ナッシュ均衡

    ナッシュ均衡は、数学者ジョン・フォーブス・ナッシュによって提案されたゲーム理論の重要な概念であり、特に非協力型ゲーム理論において中心的な役割を果たします。

    この概念は、複数のプレイヤーが相互に最適な戦略を選択した際に、誰もが他のプレイヤーの戦略を変更する動機を持たない均衡状態を指します。各プレイヤーは相手の行動を予測し、自身の行動を最適化することで、自己中心的な合理性に基づいて行動します。

    この結果、ゲームの参加者全員が最適な戦略を選択し、均衡点に到達するのです。

    ナッシュ均衡は「囚人のジレンマ」などで具体例として知られ、経済学や政治学、生物学など幅広い分野で応用され、人間の行動や意思決定の理解に貢献しています。

    ゲーム理論を活用するメリット

    ゲーム理論を活用するメリット

    ゲーム理論をゲームの世界だけではなく、経済学、政治学、生物学、コンピュータ科学など、様々な分野で活用することで、最終的な決定をするときに大きな役割を果たし重要なツールになります。

    ここでは、以下の3つのゲーム理論を活用するメリットについて解説します。

    • よりよい意思決定が可能になる
    • お金や時間の無駄を減らせる
    • 競争と協力のバランスを取ることができる

    よりよい意思決定が可能になる

    ゲーム理論を活用することで、自分の行動がどのように者や環境に影響を与えるかをより精確に予測し、それに応じた戦略を立てることが可能になります。競争相手や他のプレイヤーがとり得る様々な行動や反応を理解することで、彼らの動きを予測し、効果的に対抗する戦略を構築する手助けとなります。

    この過程で、自分の行動が引き起こすであろう結果やそれに伴うリターンとリスクを総合的に考慮できます。これにより、単なる反応や即時の利益だけでなく、長期的な戦略を展望した意思決定が可能なのです。

    また、ゲーム理論を活用することで、結果として出てくるであろうリターンとそれに伴うリスクの両面を検討して最適な戦略を築けるのです。

    お金や時間の無駄を減らせる

    ゲーム理論を活用することで、効率的な戦略を考える際の枠組みを提供し、結果としてお金や時間の無駄を減らす効果があります。複雑な状況に直面した時に特に役立ち、プレイヤーの選択肢や相互作用を分析し、最適な戦略を導き出すのに役立つからです。

    競争が激化し、市場の不確実性が高まる現代社会では、正確な戦略立案がますます重要です。

    さらに、ゲーム理論は長期的な成果や持続可能な成長を考える際にも重要な役割を果たします。時間短縮やコスト削減の両面で企業や組織をサポートし、リスクを最小限に抑えながら成長を促進するための戦略策定に役立ちます。例えば、市場競争の中での価格戦略や製品開発の方向性、投資や資源の配分など、重要な意思決定においてゲーム理論は優れたツールとなります。

    競争と協力のバランスを取ることができる

    ゲーム理論を活用することで、競争市場における戦略の最適化が重要です。競争相手の行動を予測し、それに対する適切な戦略を構築することで、市場シェアの拡大や競争力の強化が可能になります。

    また、ゲーム理論は複数人が関与する場面で特に有益です。全員との協力関係を築き、共同の利益を最大化する戦略を練ることができます。これにより、持続可能な関係を構築し、長期的な成功を確保するための道筋を明確にできます。

    ゲーム理論の面白い例5選

    ゲーム理論の面白い例

    ゲーム理論について解説してきました。国庫では、いろいろなゲーム理論の中でもおもしろい理論下記の5つを紹介します。

    • 囚人のジレンマ
    • 価格競争の例
    • 広告戦略の例
    • 共同プロジェクトの例
    • 入札戦略の例

    囚人のジレンマ

    「囚人のジレンマ」は、2人の共犯者が警察に逮捕され、個別に尋問される状況をモデル化したものです。各囚人は、自白して相手を裏切るか、または黙秘してお互いに協力するかの2つの選択肢を持ちます。

    このゲームの特徴は、各囚人が自己の利益を最大化することと、お互いに協力することで共同の利益を最大化することの間で選択を迫られる点にあります。ただし、個別に見れば自白する方がより大きな利益を得られるため、ナッシュ均衡ではお互いが自白することが予測されます。

    このジレンマは、協力と利益追求の間の緊張を示し、社会的・経済的な意思決定の理解に役立つ重要なモデルとされています。

    価格競争の例

    2つの企業が市場で似たような商品を販売するときに、利益を得るために価格を決めなければいけません。価格には、高い価格を設定して高い利益を獲得する、低い価格を設定して市場シェアを拡大し、競争相手を追いやるの2種類の価格決定方法があります。

    1つの企業が価格を引き下げた場合、もう1つの企業はどう対応するべきかが重要になります。後追いで価格を引き下げると、両方の利益が減少する可能性があります。価格を据え置くことで、共に利益を最大化できる可能性があります。

    広告戦略の例

    広告戦略においてもゲーム理論は重要です。

    例えば、2つの競合企業が同じ市場で広告戦略を展開する場合を考えてみましょう。企業Aが広告費を大幅に増やすと、消費者に対する認知度が高まり、市場シェアを拡大できる可能性があります。
    この時、企業Bはどのように対応するかが重要になります。企業Bも同様に広告費を増やして対抗するか、現状のまま消費者の反応を見守るかを選択することになります。

    ゲーム理論の観点からは、どちらの企業も相手の行動を予測しつつ、自社の最適な戦略を考えなければいけません。これは非協力ゲームの一例で、一方が広告費を増やせば他方もそれに応じるか、自社の広告戦略を変えるかの選択を迫られる点にあります。

    このような競争状況では、ゲーム理論が各企業が最適な広告戦略を立てるための有力なツールです。

    共同プロジェクトの例

    共同プロジェクトにおいてもゲーム理論は効果的です。

    自動車業界を例に解説します。自動車メーカーは、最新の燃費性能や排出ガス規制対策として、エンジンの効率性を向上させる技術革新が必要不可欠です。

    この開発を1社で行うのではなく、複数の部品メーカーがそれぞれの得意分野を生かして協力することで最高の性能のエンジン開発が可能になります。さらに、コスト感っとにもつながり、シェアの拡大もできる可能性が上がります。

    入札戦略の例

    企業の共同入札においてゲーム理論が活用される例として、公共事業の入札プロセスを考えてみましょう。

    複数の企業が同じ公共事業の入札に参加する場合、各企業は自社の利益と競争力を最大化する戦略を考えます。

    入札時には、最低入札額が設定されており、これを下回ると罰則が課されるため、企業はこの基準以上で最も低い金額を提示する必要があります。高額で入札すると仕事を逃す可能性がありますが、低すぎると利益が損なわれるリスクがあります。

    このような状況で各企業は競合他社の行動を予測し、最適な入札金額を決定することが求められ、ナッシュ均衡を見つけることで最良の戦略を導き出します

    【レベル別】ゲーム理論に関するおすすめ書籍3選

    【レベル別】ゲーム理論に関するおすすめ書籍3選

    ここまで、ゲーム理論に関する情報を解説してきました。ゲーム理論とはどういうものなのか概要は理解できたのではないでしょうか。より、詳しく知りたいという方のために、ゲーム理論に関する詳しく学べる本を3冊紹介します。

    ゲーム理論入門の入門 (初心者向け)

    ゲーム理論入門の入門 (初心者向け)

    項目 詳細
    名称 ゲーム理論入門の入門 (岩波新書 新赤版 1775)
    著者 鎌田 雄一郎
    料金 880円
    出版年 2019年

    「ゲーム理論入門の入門」は、ゲーム理論に馴染みのない初心者でもその基本を理解できるように紹介された入門書です。新進気鋭の理論家、鎌田雄一郎さんが執筆しており、専門用語を使わずにわかりやすく解説しています。

    相手の行動を読み解く方法や、経済問題の分析、ビジネス戦略の基礎知識が学べる一冊です。ゲーム理論の基礎から実務への応用まで、幅広い知識を提供します。

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    戦略的思考の技術(中級者向け)

    戦略的思考の技術(中級者向け)

    項目 詳細
    名称 戦略的思考の技術: ゲーム理論を実践する (中公新書 1658)
    著者 梶井 厚志
    料金 924円
    出版年 2002年

    「戦略的思考の技術: ゲーム理論を実践する」は、全288ページにわたる著作で、ゲーム理論の実践的な応用について詳しく解説しています。ゲーム理論の核心は、他人の行動が自分に与える影響を理解し、それに基づいて戦略を立てることにあります。

    ビジネス交渉から恋愛の駆け引き、さらには朝の服装選びといった日常的な決定まで、幅広い状況で他人の行動を予測し、効果的な戦略を構築する方法を学べます。

    この本では、こうした戦略的な環境を踏まえ、ゲーム理論の主要なキーワードと概念をわかりやすく解説し、実践的な知識を提供しています。

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    ゲームと情報の経済分析[応用編](上級者向け)

    ゲームと情報の経済分析[応用編](上級者向け)

    項目 詳細
    名称 ゲームと情報の経済分析[応用編]
    著者 エリック・ラスムセン
    料金 5,280円
    出版年 2012年

    「ゲームと情報の経済分析[応用編]」は、情報の経済学に関する基本から最新の知見までを身近な例を用いてわかりやすく解説する著作です。この応用編は、原著『Information』第4版の第2部および第3部を基にしており、ゲーム理論の手法を積極的に取り入れています。

    特に社会科学に興味がある人にとって有用な内容が盛り込まれており、現代社会における人々の行動や制度の機能について深く理解することができます。情報の経済学の基本的な概念と、それに基づいた実践的な分析方法が説明されており、情報の非対称性や戦略的な意思決定がどのように経済や社会に影響を与えるかを学ぶことができます。

    この本は、社会科学を学びたいと考えている人にとって、理論と実践の両面から貴重な知識を提供する一冊です。

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    ゲーム理論のまとめ

    ゲーム理論のまとめ

    ゲーム理論は価格競争、広告戦略、共同プロジェクト、入札戦略など幅広い分野で使うことのできる考え方です。この考え方を身に着けておくだけでも今までにない考え方やアイデアが浮かぶかもしれません。

    この記事では、ゲーム理論とはどういうもので、メリットには何があるのかを解説してきました。状況別のゲーム理論の具体例や本も紹介してきました。自社でゲーム理論を導入しようと考えている企業様の参考になるのではないでしょうか。

    自社でゲーム理論を導入しようと考えている企業様の参考になるのではないでしょうか。

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