C15-1 形式化规范:φ-博弈均衡推论
依赖
- T24-1: φ-优化目标涌现定理
- C14-1: φ-网络拓扑涌现推论
- A1: 自指完备系统必然熵增
定义域
博弈空间
- : 博弈三元组
- : 玩家集合
- : 策略空间
- : 支付函数
- : n维单纯形(混合策略空间)
- : n维Zeckendorf约束策略空间
均衡概念
- : 纳什均衡集
- : 均衡策略
- -均衡: 近似均衡
动力学空间
- : 演化动力学流
- : Jacobian矩阵
- : 特征值谱
形式系统
策略空间约束
定义C15-1.1: Zeckendorf混合策略
其中满足无连续元素条件。
支付矩阵结构
定义C15-1.2: Fibonacci支付矩阵
满足递归关系:
主要陈述
推论C15-1.1:混合策略φ-分配
陈述: 对称n策略博弈的纳什均衡混合策略
极限形式:
推论C15-1.2:支付矩阵谱
陈述: Fibonacci支付矩阵的特征值
谱半径:
推论C15-1.3:两策略均衡
陈述: 对称2×2博弈的均衡策略
稳定性条件:
推论C15-1.4:策略熵界
陈述: n策略混合策略的熵上界
熵密度:
推论C15-1.5:收敛速度
陈述: 复制动态的收敛率
离散时间:
算法规范
Algorithm: FindPhiEquilibrium
输入:
- 策略数
- 支付矩阵类型
- 收敛精度
- 最大迭代
输出:
- 均衡策略
- 均衡支付
- 策略熵
- 收敛标志
不变量:
- (概率归一)
- (非负性)
- (熵界)
核心算法
function find_equilibrium(n, epsilon):
# 初始化Fibonacci支付矩阵
A = build_fibonacci_payoff(n)
# 初始策略(均匀分布)
x = ones(n) / n
# 虚拟对弈
for t in 1:T_max:
# 计算期望支付
u = A @ x
# 最佳响应
br = argmax(u)
# φ-调制更新
alpha = 1 / (phi * t)
x = (1 - alpha) * x + alpha * e_br
# 收敛检查
if norm(A @ x - max(A @ x) * ones(n)) < epsilon:
break
return x, x @ A @ x, entropy(x)
验证条件
V1: 均衡策略验证
V2: φ-分配验证
对称博弈:
V3: 熵界验证
V4: 收敛速度验证
V5: 支付矩阵谱验证
复杂度分析
时间复杂度
- 均衡计算:
- 最佳响应:
- 熵计算:
- 谱分析:
空间复杂度
- 支付矩阵:
- 策略向量:
- 轨迹存储:
收敛复杂度
数值稳定性
条件数
舍入误差
数值格式
推荐投影梯度法:
实现要求
数据结构
- 稀疏支付矩阵(大规模博弈)
- Fibonacci数缓存
- 策略历史(收敛分析)
算法优化
- 向量化支付计算
- 增量熵更新
- 并行最佳响应
- 自适应学习率
边界处理
- 纯策略检测
- 退化博弈处理
- 数值下溢保护
- 循环检测
测试规范
单元测试
- Fibonacci支付矩阵构建
- 混合策略归一化
- 熵计算正确性
- 最佳响应计算
均衡测试
- 两策略博弈解析解
- 对称博弈均衡
- 零和博弈
- 协调博弈
收敛测试
- 不同初始策略
- 收敛速度测量
- 稳定性分析
- 循环检测
缩放测试
- 稀疏vs密集支付
- 内存使用
- 计算时间
理论保证
存在性
纳什均衡在中存在
唯一性(特殊情况)
严格凹博弈有唯一均衡
稳定性
均衡点是演化稳定策略(ESS)
效率
均衡支付
形式化验证清单:
- 混合策略φ-分配验证
- 支付矩阵Fibonacci结构
- 两策略黄金分割
- 策略熵上界
- 收敛速度φ-调制
- 数值稳定性分析
- 大规模博弈测试
- 演化动力学验证