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'공부 : 배우고 익힘'에 해당되는 글 7건

  1. 2009/04/11 Split or Steal?
  2. 2009/03/22 침체의 씨앗은
  3. 2009/03/14 경제학과 수학 (1)
  4. 2008/12/05 학자의 두 유형
  5. 2008/12/05 Gram-Schmidt Process (2)
  6. 2008/10/07 요즘 생각하는 문제 : 해가 존재할 확률 (1)
  7. 2008/08/16 최후통첩게임(ultimatum game)이 과연.. (3)
2009/04/11 00:55 공부 : 배우고 익힘
 Mankiw 교수님의 블로그에서 발견한 포스트 : An Exercise in Game Theory
 영국에서 방영되는, Golden Balls 라는 TV 프로그램의 마지막 코너인 Split or Steal? 의 장면이다.


 동영상을 봤다면 알겠지만, Prisoner's Dilemma (죄수의 딜레마) 게임이다.
 위 링크에도 있는 Golden Balls의 위키설명에 나와있듯, 다양한 게임을 통해 그날의 상금을 적립한 출연자는, 마지막으로 Split or Steal이라는 게임을 하게 되는데, 각자가 선택한 Golden Ball에 따라 상금을 나눠갖게(혹은 혼자 갖게) 된다.
 그 규칙은 아래 표와 같다.


Split Steal
Split
50%, 50%
0%, 100%
Steal
100%, 0%
0%, 0%

 
각 칸의 보수(Pay-off) - 곧 상금을 갖는 비율 - 는 행렬의 표기방법을 따라, 행(Row)에 표시된 전략을 선택하는 사람이 받는 보수를 앞에, 열(Column)에 표시된 전략을 선택하는 사람이 받는 보수를 뒤에 표시했다.
 다시 말하면, 둘다 Split을 선택하면 상금을 반씩 나눠갖지만, 한 사람은 Split, 다른 한 사람은 Steal을 선택하는 경우 Steal을 선택한 사람이 상금 모두를 갖고, 둘 다 Steal을 선택하는 경우에는 둘 다 상금을 받지 못한다.

 여기서 내쉬 균형(Nash Equilibrium)은 익히 알려져 있듯, 두 참가자 모두 Steal을 선택하는 것이다.

내시 균형 : 다른 경기자의 균형 전략을 알고 있다고 가정할 때, 자신만 전략을 바꿔도 자신의 보수를 더 늘릴 수 없는 상황.
     Nash equilibrium (named after John Forbes Nash, who proposed it) is a solution concept of a game involving two or more players, in which each player is assumed to know the equilibrium strategies of the other players, and no player has anything to gain by changing only his or her own strategy unilaterally.
 그리고 그런 내쉬 균형이 우월전략이다.
 그러나 '최적 전략'이 아니라는 것은 간단히 알 수 있다. 둘 다 Steal을 선택하면 모든 상금을 포기하게 되지만, 둘 다 Split을 선택한다면 50%나마 상금을 받을 수 있기 때문이다.
 하지만, 게임이론에서, 한번만 실시되는 일회성 게임인 경우에는 (혹은 유한한 횟수로 반복하는 유한반복게임에서도) 협조하지 않는, 여기서는 Steal을 선택하는, 경우에 대한 보복을 할 수 있는 방법이 없기 때문에 둘 다 Split을 하는 경우는 일어날 수 없다.

  하지만. 그건 어디까지나 이론적인 이야기이고. (완벽한 합리성과, 오로지 자신의 이익만이 관심의 대상이 되는 '경제인'에 대한 이야기) 현실에서도 과연 그럴 수 있을까? 사람이란, 자신의 이익을 우선시하긴 하지만 어느 정도는 상대를 배려하고, 영영 다시보지 않을 상대라고 해도, 신경을 써주는 존재이기도 하니까.
 사회적 명성을 얻으려는 행위일 수도 있고, 종교적 신념이나, 기타 다른 의도가 끼어있다 하더라도, 실제 인간 사회에서 (결과적인) 이타적 행위는 관찰하기 힘든 현상이 아니니까.
  그런 생각으로 저 남자는 Split을 선택한 것이지만, 그 덕분에 배신 당했다.

 사후적인 해석이지만, 저 여자는 이미 Steal을 하려고 마음 먹고 있었던 것이고, 때문에 남자는 어떤 선택을 하더라도 상금을 전혀 얻을 수 없는 상황이었다. 그러니까 실망할 필요는 없는거다.
 또, 하지만. 내가 저 상황이라도 많이 실망스러울 것 같고, 저 여자는 좀 얄밉다. ㅋㅋ 우리나라였다면, 미니홈피나 블로그 주소 공개돼서, 악플에 좀 시달리지 않았을까?

여기, 또 다른 게임 장면이 있다.



 이 게임에서는 훈훈하게도(?) 둘 다 Split을 선택해 사이좋게 상금을 나눠가졌다.
 이론적인 분석으로는 일어날 수 없는, 협조를 통해 '최적전략'을 선택하게 되었다.
 어떻게 이런 일이 일어날 수 있었을까?
 앞서 언급했던, 이론의 관점에서는 '비합리적'인, 인간의 이타적 측면이 발현된걸까? (이 경우는 결국 자신에게도 이익이 되니까, '이타적' 이라고 할 수는 없을지 몰라도.)
 방송이 처음이 아니니까, 계속해서 다른 사람들의 게임을 관찰했다면, 다른 사람들도 Steal-Steal, 혹은 한쪽만 Steal을 선택하는 것을 보아왔을 것이다.
 결국 Steal을 선택하는 것이 최적이지만, 상대방도 그렇게 생각한다면 결국 내가 어떤 선택을 해도 아무런 상금도 얻지 못할게 확실하니까, 작은 (사전)확률이라도 상대방이 Split 할 경우에 절반의 상금이라도 얻는 것이 더 이익이 될 수 있다.
 때문에 Split을 선택할 수 있는것 아닐까?

 결국, Steal-Steal이나, Split-Steal로 실패하는 경우의 보수가 동일하기 때문에, 위와 같은 생각을 할 수 있고, 때문에 표준적 형태의 죄수의 딜레마 보다는 Steal-Steal이라는 내쉬 균형의 안정성이 떨어지게 된다.

 더하기.
 Wikipedia에 따르면, 표준적인 죄수의 딜레마 게임에서도 실제로 게임을 하는 경우에 약 40%정도의 참가자는 '협조'에 성공한다고 한다.
posted by 내껌
2009/03/22 01:25 공부 : 배우고 익힘
 "침체의 씨앗은 확장국면에 잉태된다."

 경기변동(Business Cycle)의 과정을 간단하게 풀이하자면,
 생산이 늘어나, 투자와 고용이 증대되고, 개인의 소득이 늘어나서 소비가 늘어난다. 때문에 다시 생산이 늘고..
 이 선순환을 반복하다가, 경제가 수용할 수 있는 수준을 넘어서게 되면 초과수요가 발생해서 물가가 상승한다.
 물가가 상승하면 소비와 투자가 줄어들면서, 경기가 수축 국면(Contraction Phase)에 접어들게 된다.

 다시 말하면, 경기 수축(침체)의 원인은 처음 경기 확장(호황)에서부터 발생하는 것이다.

 물론, 그 반대의 과정도 성립한다.
 아까의 논의를 이어서 진행하면,
 소비와 투자가 줄어들어 생산이 감소하면 다시 투자와 고용이 감소하고, 개인의 소득이 줄어 소비는 감소한다.
 이런 악순환을 반복하다가, 어느 수준을 넘어서면 초과공급이 발생해서 물가가 하락한다.
 그러면 소비와 투자가 늘어나서, 경기는 확장 국면(Expansion Phase)에 접어든다.

 이때는 "호황의 씨앗이 침체국면에 잉태된다." 정도일까?

 학문에 있어서 뿐만이 아니라, 인생에 있어서도 중요한 말이 아닐까, 싶다.
 '국면(局面)'이라는 단어가 조금 이질감을 주기는 하지만.
 내려가는건 올라갔었기 때문이다.. 어디서 그런 표현도 들어본 것 같은데.

 침체의 씨앗은 확장국면에 잉태된다.
posted by 내껌
2009/03/14 02:57 공부 : 배우고 익힘
 경제학과 수학의 관계.
 경제학을 공부하는 학생이라면, 누구나 한번쯤은 고민해볼 문제의 관계다.
 이에 대해서는, 검색엔진에서 검색하면 수 많은 결과가 나올 정도로 정말 많은 이야기들이 있는, 경제학 분야에선 '오래된 떡밥' 중 하나인데, 대체로 흔히들 하는 이야기는 이걸꺼다.
 "수학이란, 경제학 이론을 뒷받침하는 하나의 도구/언어에 불과하다."

 사실 아직 학부생의 입장에서 그 관계가 어떻다 저떻다 이야기할 수준은 되지 못하고, 다만 위와 같이 생각들을 해서인지는 몰라도, 경제학자들 - 주로 내가 만날 수 있는 학자란 교수님들이니까 - 은, '경제학과 수학은 같지 않다.' 라는데 굉장히 집착(?)하고, 자존심을 거는 것 같다.
 그리고 흔히, 그 차이점을 '단순한 수식'과 '그에 대한 해석'의 유무로 구분하려는 것 같다.

 어떤 수학적 이론과 지식으로 전개된 수식은 '수학'에 지나지 않지만, 그것의 사회, 경제적 설명부터는 '경제학'이라고.
 맞는 이야기인것 같지만..
 문제는, 대부분의, (감히 표현하자면) 나를 포함한, '평범한' 경제학도들은 오히려 수식을 풀이하는데는 능숙하지만, 그것을 해석하는 것에는 대단히 서툴다. 그럼 나는 수학도인가? 그건 또 아닌데.
 아마 이 문제는 오래도록, 경제학의 숙제가 될 것 같다.

 19세기, 경제학이 태동하던 시기에는 정치학에서부터 경제학이 자신의 존립 근거를 찾아내 분리되었던 것처럼, 어쩌면 현재의 경제학은 도구로써의 수학으로부터 자신의 정체성을 확립/구분하는 것이 대단히 큰 과제인것 같다.
 그래서 많은 교수님들 - 경제학자들 - 이 수학과 경제학은 다르다, 경제학에 있어서 수학의 도구적 측면을 집요하게 강조하는 것인지도.
posted by 내껌
2008/12/05 10:04 공부 : 배우고 익힘
 아래 글을 쓰면서 생각이 났는데..
 수업에서 교수님께서 '학계에는 두 유형의 학자가 있다.'고 말씀해 주셨다.

 첫번째는, 번뜩이는 아이디어로, '누구도 가지 않은 길'을 새로이 개척해 나가는 '천재형'의 학자.
 새로운 분야를 개척하기에, 논리적인 정밀성, 이론적 완성도 등은 떨어질 수도 있지만, 그 이전까지 누구도 생각할 수 없었던 방법이나 시각을 제시한다.
 경제학에서 예를 들자면, '경제학 그 자체'를 창시했다고 일컬어지는 Adam Smith, '사회주의/공산주의' 경제학(뿐 아니라)을 창시한 Karl Marx, '거시경제학'의 시조가 된 John Maynard Keynes 등이 있겠다.

 두번째는, 그런 '천재형의 창시자'의 뒤를 이어, 평생을 다바쳐 연구해 지식에 '한 장의 벽돌'을 추가하는, 대부분의 학자.
 이들은 '천재'라고는 할 수 없으나, 엄청난 노력과 인내로 결실을 이룬다.
 그리고 이론을 다듬고 완성해 나간다.

 때문에 학계를 '이끌어' 나가는건 소수의 천재형 학자일지 모르나, 학계를 '완성해' 나가는건 대부분의 노력형 학자다.
 아, 물론 '천재형' 학자들은 노력하지 않는다는 이야기는 아니다. 전에 언급한 것 처럼, 이미 '번뜩이는 아이디어 하나'로 승부할 수 있는 시대는 대체로 지나버렸으니까.
posted by 내껌
2008/12/05 09:51 공부 : 배우고 익힘
 어제 금융계량경제학 수업 시간에, Gram-Schmidt Process 에 대해서 배웠다.
 사실 Recursive VAR 모델을 배우면서 Structual model에 대한 직관적 이해를 위해 교수님께서 설명해 주셨는데, 지금 배우니 아주 간단한 원리였다.
 (물론 처음 고안한 이들은 번뜩이는 아이디어로 시작한 것이었겠지만, 그걸 배우는 후학의 입장에서 간단했단 말이다.)

 작년 2학기에, 선형대수 수업을 들으면서도 그걸 배웠었는데..
 사실 복잡한 계산이 포함되는 방법은 아니기에 쉽게 '외울 수는' 있었지만 '뭐가 뭔지'는 몰랐다.
 하지만 이제, 계량경제학 수업에서 Least Square를 배우고 난 후라 (생각해보면, 선형대수에서도 Orthogonal Projection을 이용한 Least Square를 배우긴 했다. - 역시 뭐가 뭔지는 몰랐지만) "어떤 한 벡터를 다른 벡터에 Orthogonal Projection한 나머지Residual은 '다른 벡터'와 직교Orthogonal한다." 라는건 대단히 자명했다.
 그리고 Gram-Schmidt Process란 그걸 이용해서, Orthogonal하지 않은 벡터들을 Orthogonal하게 바꾸는 정형화된 방법이었고, 또한 이걸 이용하면 Vector Space를 Span하는 Orthogonal하지 않은 Basis들을 Orthogonal Basis로 바꿀 수 있게 되는 것이고, 이 원리가 Structual model에 응용되고 있는거다.

 확실히 학문이란, 마치 벽돌을 쌓는것처럼, 차곡차곡 쌓여서 뭔가 이룬다는 이야기가 맞는것 같다.
posted by 내껌
2008/10/07 00:37 공부 : 배우고 익힘
 이번 학기에, 수리통계학(1) 수업을 듣고 있다.
 수업을 듣다보면, '아.. 이걸 좀 일찍 들어둘껄..' 하는 내용이 많이 나온다. 확률에 대한 수리적 이해라든지, 다변량 분포에 대한 이해나, 기대값, 조건기대..
 정말 미리 들었더라면, 여러 다른 공부(계량, 게임이론..)를 하면서 훨씬 쉽게 이해할 수 있었을텐데.
 아무래도 다른 과, 통계학과 전공 수업이다보니 미루고미루다 이제야 듣게됐다.

 수리통계학(1)은, 전반적으로 확률론에서 다루는 내용을 다룬다. (..고 교수님께서 말씀하셨다.)
 중, 고등학교에서도 배웠던 확률, 조건부 확률, 그 분포, 기대값.. 같은걸 좀 더 수학적으로 접근하고, 증명하고 있다.

 그런데 요즘, 예전에 배웠던 '선형대수'의 주제와, (그리고 내 화두와 결합해..? ㅋㅋ) 한 문제가 떠올랐다.
 
 "임의의 두 방정식의 해가 존재할 확률은 얼마일까?"
 다시 말해, 아무런 두개의 식이 주어졌을때, 그것을 연립방정식 체계로 보면, 그 체계의 해가 존재할 확률은 얼마일까?
 물론 단순하게, 임의의 두 선형 방정식, 곧 '1차 연립방정식'이라고 생각해도 무방할 것 같다. (without loss of generality?)

 잠깐 선형대수 복습.
 사실 선형대수라고 하기도 뭣한, 중학교 수학 수준의 주제이지만. 

 선형 방정식 A가 주어졌다고 하자. 물론 선형의, 1차식이니까 그것을 평면에 표시하면 위의 그림처럼 하나의 직선이 그려질거다.

 연립방정식의 해가 존재한다는 것은, 기하학적으로, 두 (물론 그 이상이 될 수도 있다) 식이 표시하는 직선이 한 점(이상에서) 만난다는 것을 의미한다.
 위의 그림에서, A를 기준으로 보면 B1, B2, B3 모두 A와의 연립방정식 체계 내에서 해가 유일하게 존재한다.
 평범한 말로 표현하면, 두 직선의 기울기가 다를때 해는 유일하게 존재한다.

 당연하게, C1, C2, C3는 A와의 연립방정식 체계에서 해를 가지지 못한다.
 평범하게 표현하자면, 두 직선의 기울기가 같을 때 해는 존재하지 않는다.
 (엄밀하게 말하면, 해가 유일하게 결정되지 않는다, 가 정확하다. 두 직선이 완전히 일치하는 경우에는 '무한히 많은' 해가 존재하기 때문에. 그러나 우리는 '확률'을 다룰 것이기에, 하나의 사건인 경우는 무시하기로 하자.)

 얼핏 생각하면, 임의의 직선 A가 주어질 때 해가 존재하지 않으려면 기울기가 '정확하게 일치' 해야만 하기에, 해가 존재하는 경우가 훨씬 많을것 같고, 곧 존재할 확률이 굉장히 클 것 같다.
 그러나 해가 존재하지 않는 경우, 곧 세번째 그림에서 확인할 수 있듯, 해가 존재하지 않는 경우의 직선들은 기울기는 고정되어 있지만, 그 절편이 마음껏 움직일 수 있다.
 그 절편값은 실수 전체의 값을 취할 수 있기 때문에, A에 대해 해가 존재하지 않게 하는 직선(혹은 식)은 무한히, 그것도 실수의 갯수만큼, 곧 셀 수 없을 만큼 무한히 (uncountably infinite) 많다.

 아, 물론, A에 대해 해가 존재하도록 하는 직선도 셀 수 없을 만큼 무한히 많다.
 (이 경우는 절편값이 모든 실수값을 취할 수 있을 뿐 아니라, 기울기도 {실수 전체} - 1(A의 기울기) 만큼, 곧 무한대에서 하나 부족한 정도로, 결국은 무한히 많은 값을 취할 수 있다.)

 이런 경우의 확률은 어떻게 계산될까?
 정확한 확률값이 아니라, 어떤 경우의 확률이 더 클까?
 기울기와 절편값 모두 무한히 많은 값을 취할 수 있는 (자유도가 2, 라고 해도 될까?) 해가 유일한 경우가 절편값만 무한히 많은 값을 취할 수 있는 (자유도 1?) 해가 없는 경우보다 2배 만큼 큰 확률을 가지게 될까?
 상식적으로 생각해도, 자를 갖고서 아무렇게나 선 두개를 그으면 두 선이 마주치는 경우가 훨씬 많이 그려질 것 같은데.

 그러나 실해석을 배울때 처음에 무지 받아들이기 힘든 사실 중 하나가, '셀 수 없을 만큼 무한한' 집합은 모두 그 갯수 (정확히는 cardinality) 가 같다, 라는 것이었는데. 곧 실수 전체 집합의 cardinality 와 {x : x∈(0, 1)} 집합의 cardinality 는 같다 그랬었는데.
 이것도 동일한 논리가 적용되지는 않을까?

 아주 터무니 없는 의문을 갖고 있는 것 같지는 않으니까, 분명 누군가 설명해 놓았을텐데.
 아마 그걸 알고 나면 민망할 정도로 어처구니 없는 의문이겠지만..
 암튼 요즘 생각하고 있는 문제.

 뱀다리.
 정답을 알고 있거나, 뭔가 논리 전개에 있어 오류가 있다면 알려주세요.
posted by 내껌
TAG 공부, , 확률
2008/08/16 22:40 공부 : 배우고 익힘
A, B 두 사람이 있다. A에게, 1000원의 돈이 주어지고, 그 중 일부를 (0원이 될 수도 있다) B에게 줄 것을 제안하고, 그 제안을 B가 "수락"하면, A의 제안대로 1000원을 A와 B가 나눠갖게 되지만, B가 A의 제안을 "거부"하면, A에게 주어진 1000원은 빼앗긴다. 곧, A와 B 모두 0원의 보수를 얻는다.
 게임이론의 분석방법, 곧 역진귀납법(backward induction)을 적용하면, 이 게임의 해(solution)은 A는 1원을 B에게 제안하고 (1원이 나눌 수 있는 최소 단위라고 할 때) B는 1원을 수락하고, 게임은 종료된다.

 이것이 '최후통첩게임'(ultimatum game)이다.
 그러나 행동경제학 등의 분야에서 최근 실제 실험을 해 본 결과, 현실은 그와 전혀 다르게 나타난다.
 A는 B에게 약 300~400원 정도의 금액을 제안하고, 그 정도의 제안이 들어와야 B는 수락을 했다.
 게임이론에서 분석하듯, 1원이나 10원 등의 아주 작은 액수를 제안받은 B는 그 제안을 거부했다.
 거부하면 0원을 얻게 되는데, 차라리 1원이나 10원이라도 받는 것이 낫지 않을까? (물론 이것이 1원 제안 - 수락 의 논리적 근거다.)
 연구에 의하면, 두가지 이유가 있다고 한다.

 첫번째는 A가 그 1000원을 '그냥' 얻었기에, B는 A 혼자 그 모두를 독차지하려 드는건 '정당성'에 어긋난다 생각하기 때문이란다.
 두번째는, B의 '자존심'. 1원이나 10원을 받겠다 하느니, '자신감'을 지키면서 차라리 아무것도 얻지 못하는 편이 낫다고 생각한단다.
 그 외에도 B는 A의 이윤을 적게 하는 방향으로 행동하려 한다는 설명도 있다.

 결과적으로 이 게임은, 경제학 (기존의, 주류 경제학. 곧, '신고전학파 경제학') 의 가장 기본적인 가정인 '인간의 합리성'에 대한 반례로 잘 알려져 있다.

 자, 그러나, 과연 그런걸까.
 저 게임을 조금만 변형시켜보자. A에게 최초로 주어지는 액수를 1000원이 아니라, 1억원으로. 그리고 그 1억원이 100만원짜리 수표 100장이라, 따로 돈을 바꿀 수 있는 기회가 없기 때문에, A가 B에게 제안할 수 있는 액수의 최소 단위가 100만원이라면.
 그때도 B는, A가 100만원을 제시한다면 차라리 거부하고 0원을 얻으려 할까?
 액수를 더 키워서, 1억원짜리 수표 100장으로 게임을 한다면?

 정확히 이 게임에 대한 실험이 어떻게 이루어졌는지는 잘 모르겠지만, 기존의 이론적 분석결과와 다른 결과가 나타나는 것은, 그 액수가 작았기 때문은 아닐지.
 이론에서는 '자존심', 과 같은 '감정' 요소의 화폐적 변환은 이루어져 있지 않기 때문에 그것이 충분히 큰 효과를 낼 수 있는, 작은 액수의 게임에서는 이론과 현실이 달라지지만, 그런 '(이론)외부' 요인이 제거될 수 있을 만큼 큰 액수의 게임에서는, 이론과 같은 결과가 나타나지 않을까, 하는 생각이다.
 어지간한 사람이라면, '정당성', '자존심' 등의 감정(?)에 두는 가치는, 100만원 보다 작지 않을까?

 당신이 B라면 100만원을 거부할 수 있을지?
posted by 내껌