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2022 年度 実績報告書

ゲーム理論・意思決定理論への理性制約・準理性制約の導入とその影響

研究課題

研究課題/領域番号 21H00694
配分区分補助金
研究機関筑波大学

研究代表者

金子 守  筑波大学, システム情報系, 名誉教授 (40114061)

研究分担者 秋山 英三  筑波大学, システム情報系, 教授 (40317300)
鈴木 信行  静岡大学, 理学部, 教授 (60216421)
石川 竜一郎  早稲田大学, 国際学術院, 教授 (80345454)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2026-03-31
キーワード限定的理性 / 限定的準理性 / セント・ペテルスブルグ・パラドックス / 確率の認識限界 / ゲーム理論への応用
研究実績の概要

本研究では、各主体の「理性」を有限的に捉え、認識の限界を明確に記述し、その含意を考察した。研究代表者と分担者はこの考えに従い、各自が以下の研究を行った。
金子守は、ゲーム理論の理性制約や準理性制約の研究を行った。これをよって、主体の選好(効用)の測定が明確に定式化でき、主体内の選好の比較不能性の考察が可能になる。これの応用として、百足ゲーム・パラドックスがどのような意味においてパラドックスとなるのか、そして、それの解決はどうように達成できるのかを研究し、そのパラドックスの解決に到達した。この研究は分担者石川竜一郎との共同研究である。
鈴木信行は、古典述語論理で成立するPrenex normal form theorem(冠頭標準形定理)を、様々な論理における量化子のふるまいの特性として考察した。この視点から見ると、論理的推論における理性制約の有力な一種と考えられる構成的論理(直観主義論理)と古典論理の間で大きな違いがある。この性質に着目したグラデーションをなす論理の系列を見いだすことに成功した。
秋山英三は、社会集団での協力行動の進化のメカニズムとして裏切への懲罰・協力への報償が協力進化に果たす役割を研究した。特に、群淘汰が生じうる社会集団において、懲罰と報償の相乗作用によって協力行動が進化する可能性を示した。また、感染症数理モデル (SIR モデル) と経済への影響を予測するマクロ経済モデルを組み合わせて分析することにより、社会的距離政策が感染者数と経済へ与える影響を検証した。この成果は、シミュレーション&ゲーミング誌に掲載した。
石川竜一郎は、金子守と百足ゲーム・パラドックスの研究の他、令和3年度からの継続として、意思決定主体の財消費における効用評価と議論の場における意思決定主体に発話内容の評価に関する研究を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

令和4年度中に百足ゲームのパラドックスに関しての研究を大きく進めた。それとの比較で、令和3年度に研究を行ったセント・ペテルスブルグ(SP)・パラドックスの研究の意味が明確になりつつある。これらの研究は、経済学・ゲーム理論における、主体の選好と理性に明確な限定性を導入する金子守著:
Expected utility theory with probability grids and preference formation, Economic Theory 70, 723-764 (2020)
に基づいている。これらの意思決定問題に含まれるパラドックスがどこにあるのか、パラドックス自体が何であるのかが明瞭になってきた。これは数学的なパラドックスではない。現在の経済学・ゲーム理論の基礎と見なされている期待効用理論は、確率事象を含む状況の意思決定を自然に記述していると評価されるが、具体的人間の意思決定行動と比較すると、大きなギャップが観察される。これがパラドックスの要因である。上記引用論文では、期待効用理論に主体の確率認識の制限を与える。つまり、その制限以下の確率はゼロとみなすのである。この考えをセント・ペテルスブルグ・パラドックスそして百足ゲーム・パラドックスに応用しているのである。
この応用を通して、パラドックス自体を理解し、その解決に向けて研究した。具体的には、百足ゲーム・パラドックスがどのような意味においてパラドックスであるのかが明確にできた。結局、意思決定における選択肢の評価は必ずその選択の結果を考えねばならないので、将来時点における結果と考え、現在時点の選択を行うのである。遠い将来に関する評価から出発し、現時点の意思決定を行うが、原因と結果が大きく異なる場合がゲーム理論の後方帰納法のパラドックスであり、百足ゲーム・パラドックスはそれを明確に示す例となる。

今後の研究の推進方策

準理性的行為選択は多くの形が考えられる。確率的な行為選択はそのうちの一つである。次年度の研究計画では、さらに二種類の異なる準理性の行為選択を考察する。準理性的行為選択の異なる例は、同じ行為が続けて選択されて来た場合、そこで選択肢が比較不能である場合に「行動の慣性」に従うという行動仮説である。この問題は、令和4年度の百足ゲーム・パラドックスの中で考察したが、より広範に研究する予定である。選択肢の比較可能性の他、推論の限定性も準理性的行為選択に関連する。このように幾つもの準理性制約が考えられる。それらに基づいての行動基準の応用の研究と、また行動規準の社会状況でどのように発生するかも重要な課題である。
選択肢が比較不能である場合でも、社会の中では選択が必要であり、強制される場合が多々ある。この状況のなかで確率的に行為選択をすると仮定して、どのような確率になるかを、SP・パラドックスの論文のなかで研究した。これは準理性的な行為選択である。または、「行動慣性」に従い、行動を続ける。これらの場合、社会にはパターンが生じ、各人はそのパターンを認識することで、「社会」を学習することが可能になる。本年の主要な問題はこの学習を研究することである。
このような準理性的行為選択には仮説の理論的研究の他、シミュレーションを使った研究や、実験研究が大きな役割を果たすと考えられる。そのため、次年度の研究プロジェクトでは金子守が概念的・理論研究を進め、鈴木信行がその論理学的考察をし、秋山英三が計算機シミュレーションを使った研究を行い、石川竜一郎が経済学への応用の研究を行う。年末に国際研究会を開催する予定を立てている。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] 群淘汰状況下における罰則・報酬の進化2023

    • 著者名/発表者名
      秋山 英三
    • 雑誌名

      信学技報

      巻: 122 ページ: 36~41

  • [雑誌論文] パンデミックにおける感染者数と経済ダメージの抑制に最適な人的移動制限率の検討2023

    • 著者名/発表者名
      栗栖 慶太, 秋山 英三
    • 雑誌名

      シミュレーション&ゲーミング

      巻: forth coming ページ: 1-13

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Note on Disjunction and Existence Properties in Predicate Extensions of Intuitionistic Logic?An Application of Jankov Formulas to Predicate Logics2022

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Nobu-Yuki
    • 雑誌名

      V.A. Yankov on Non-Classical Logics, History and Philosophy of Mathematics (Outstanding Contributions to Logic) Springer

      巻: 24 ページ: 221~244

    • DOI

      10.1007/978-3-031-06843-0_9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 超直観主義述語論理における Prenex normal form theorem に関する覚書2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木 信行
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 2228 ページ: 88-98

    • オープンアクセス
  • [学会発表] 群淘汰状況下における罰則・報酬の進化2023

    • 著者名/発表者名
      秋山 英三
    • 学会等名
      電子情報通信学会「人工知能と知識処理研究会」、ルスツリゾートホテル.
  • [学会発表] Bubbles in Asset Markets and Heterogeneity of Beliefs2023

    • 著者名/発表者名
      Akiyama, E.
    • 学会等名
      Nagasaki CEFM international workshop, Nagasaki University
  • [学会発表] Multilevel selection of punishment, reward and praise2023

    • 著者名/発表者名
      Akiyama, E.
    • 学会等名
      Hawaii International Conference on System Sciences, Hawaii, USA.
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Logic and Game Theory - Differences and Common Parts2022

    • 著者名/発表者名
      Mamoru Kaneko
    • 学会等名
      Workshop on Foundations of Game Theory: Logic, Bounded Rationality, and Decision, Waseda University
    • 国際学会
  • [学会発表] A Resolution of the Centipede Paradox: Cognitive Bonds, Inertial Behavior, and Degrees of Counterfactuality (with Ryuichiro Ishishaka)2022

    • 著者名/発表者名
      Mamoru Kaneko
    • 学会等名
      VIII Hurwcz Workshop on Mechanism Design Theory, Warsaw, Poland
    • 国際学会
  • [学会発表] New Developments in Epistemic Logics: Foundations and Applications2022

    • 著者名/発表者名
      Mamoru Kaneko
    • 学会等名
      21st Annual SAET Conference(SAET2022), Canberra, Australia
    • 国際学会
  • [学会発表] 冠頭標準形定理が成り立つ中間述語論理についての注意2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木 信行
    • 学会等名
      日本数学会 令和4年度秋季総合分科会(数学基礎論および歴史分科会)
  • [学会発表] Two properties of quantifiers described as meta-theorems on some non-classical predicate logics2022

    • 著者名/発表者名
      Nobu-Yuki Suzuki
    • 学会等名
      Workshop on Foundations of Game Theory: Logic, Bounded Rationality, and Decisions
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Centipede Games, Cognitive Bounds, and Hypothesis-Inertia: Epistemic Logic with Shallow Depths2022

    • 著者名/発表者名
      Ryuichiro Ishikawa
    • 学会等名
      21st Annual SAET Conference(SAET2022), Canberra, Australia
    • 国際学会

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公開日: 2023-12-25  

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