基于演化博弈視角的中美5G技術(shù)研發(fā)爭(zhēng)端與合作分析

李妙奇

摘 要：近段時(shí)間發(fā)生的一系列事件，讓越來(lái)越多的人意識(shí)到中美之間的關(guān)系正在發(fā)生著巨大變化。中美5G技術(shù)爭(zhēng)端，成為兩國(guó)在國(guó)際較量中的沖突核心，擁有5G技術(shù)的那一方在大國(guó)競(jìng)爭(zhēng)中更有機(jī)會(huì)取得先機(jī)。本文構(gòu)建了雙方演化博弈模型，分析中美兩國(guó)在面對(duì)5G技術(shù)研發(fā)博弈時(shí)的選擇傾向，進(jìn)而得出如下結(jié)論：中美兩國(guó)能否在5G技術(shù)研發(fā)中互補(bǔ)互利、強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，與兩國(guó)期望收益有關(guān)。因此，中美應(yīng)加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)合作，建立適當(dāng)?shù)募s束機(jī)制，促進(jìn)兩國(guó)互信互利。

關(guān)鍵詞：中美貿(mào)易戰(zhàn);5G研發(fā);演化博弈

一、引言

2018年3月22日，美國(guó)總統(tǒng)特朗普在白宮宣布了對(duì)中國(guó)發(fā)起“301貿(mào)易調(diào)查”，對(duì)從中國(guó)進(jìn)口的約600億美元商品征收關(guān)稅，以扭轉(zhuǎn)美國(guó)對(duì)中國(guó)的貿(mào)易赤字局面，由此揭開了中美貿(mào)易戰(zhàn)的大幕。2018年12月1日，加拿大在溫哥華應(yīng)美國(guó)需要拘留了華為公司副董事長(zhǎng)孟晚舟，美國(guó)由此開始在全球范圍里抵制華為公司，給其他國(guó)家施加壓力，敦促其拒絕使用華為相關(guān)5G設(shè)備。通信技術(shù)對(duì)提高綜合國(guó)力水平、掌握核心競(jìng)爭(zhēng)力具有極其重要的作用。截至到2019年2月，華為在全球一共獲得了1529項(xiàng)5G技術(shù)專利，居第一位;而美國(guó)擁有787項(xiàng)，僅為華為的一半，可以明顯看出華為在5G上壓倒性的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，這讓華為公司成為了美國(guó)在全球試圖壓制打擊的主要對(duì)象。

但中美作為世界上最大的兩個(gè)經(jīng)濟(jì)體，存在著客觀上的共同利益和共同訴求，也在國(guó)際上擔(dān)任著維護(hù)和平的使命與職責(zé)。雙方之前的矛盾并非是不能調(diào)解的，在兩國(guó)共同溝通和努力下，是可以實(shí)現(xiàn)雙贏目的的。因此，中美博弈是一種動(dòng)態(tài)的演化博弈過(guò)程，是經(jīng)過(guò)反復(fù)較量最后求得最大利益的過(guò)程。本文通過(guò)建立中美選擇演化博弈模型，分析中美兩國(guó)在5G技術(shù)研發(fā)上的策略演化過(guò)程和動(dòng)態(tài)博弈行為。

二、動(dòng)態(tài)演化模型的構(gòu)建與模型分析

（一）構(gòu)建模型

為了構(gòu)建中美動(dòng)態(tài)演化博弈模型，首先提出以下六個(gè)假設(shè)。

假設(shè)一，中美兩國(guó)符合有限理性人的假設(shè)。中美兩國(guó)差異巨大，并不能在一次博弈中就做出最佳選擇，雙方博弈過(guò)程是一個(gè)不斷優(yōu)化與調(diào)整的動(dòng)態(tài)過(guò)程。

假設(shè)二，中美兩國(guó)可以選擇合作或者競(jìng)爭(zhēng)，即（合作，合作），（合作，競(jìng)爭(zhēng)），（競(jìng)爭(zhēng)，合作）和（競(jìng)爭(zhēng)，競(jìng)爭(zhēng)）。

假設(shè)三，中美雙方原有的一般收益為R和W;當(dāng)中美雙方均選擇合作策略時(shí)，雙方所獲得的收益為L(zhǎng)1與L2。

假設(shè)四，中國(guó)合作，美國(guó)競(jìng)爭(zhēng)。中國(guó)因合作而需要讓渡的沉沒成本為C1;因選擇與美國(guó)合作而產(chǎn)生的收益為G1;美國(guó)因搭便車而獲得的額外收益為S1。

假設(shè)五，美國(guó)合作，中國(guó)競(jìng)爭(zhēng)。美國(guó)選擇合作時(shí)產(chǎn)生的成本為C2;美國(guó)付出沉沒成本后所得收益為G2;中國(guó)搭便車所能獲得的收益為S2。

假設(shè)六，中美雙方均存在合作或競(jìng)爭(zhēng)兩種不同策略。假設(shè)中美雙方選擇合作的概率分別為p=p（t）和q=q（t）;中美雙方選擇競(jìng)爭(zhēng)的概率為1-p=1-p（t）和1-q=1-q（t），0

基于以上假設(shè)，中美雙方的博弈矩陣圖如表1所示。

（二）中美雙方演化博弈模型分析

1.期望收益和平均收益分析

中國(guó)選擇合作時(shí)的收益Ua1=（R-C1+L1）q+（R-C1+G1）（1-q）;中國(guó)選擇競(jìng)爭(zhēng)時(shí)的收益Ua2=（R+S2）q+（1-q）R;采用混合策略時(shí)的平均收益Ua=Ua1×p+Ua2×（1-p）=（L1-G1-S2）pq+（G1-C1）q+S2q+R。美國(guó)選擇合作時(shí)的收益Ub1=（W-C2+L2）p+（W-C2+G2）（1-p）;美國(guó)選擇競(jìng)爭(zhēng)時(shí)的收益Ub2=（W+S1）p+（1-p）W;采用混合策略時(shí)的平均收益為Ub=Ub1×q+（1-q）Ub2=（L2-G2-S1）pq+（G2-C2）q+S1pq+W。

2.復(fù)制動(dòng)態(tài)方程

結(jié)合以上期望收益與平均收益分析，建立復(fù)制動(dòng)態(tài)方程。

中國(guó)dp/dt=（Ua1-Ua）p=[（L1-G1-S2）q+（G1-C1）]（1-P）P，其中p1=0和p2=1為兩個(gè)可能的穩(wěn)定均衡點(diǎn)。美國(guó)dp/dt=（Ub1-Ub）q=[（L2-G2-S1）P+（G2-C2）]（1-q）q，其中q1=0和q2=1為兩個(gè)可能的穩(wěn)定均衡點(diǎn)。

3.策略選擇的變化趨勢(shì)及穩(wěn)定性：以中國(guó)為例

根據(jù)動(dòng)態(tài)方程，令G（p）=dp/dt，則一階導(dǎo)數(shù)G′（p）=[（L1-G2-S1）q+（G1-C1）]（1-2p）;當(dāng)q=（G1-C1）/（L1-G1-S2）時(shí)，必有G′（p）=0，即為穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)中國(guó)一定會(huì)選擇合作;當(dāng)q>（G1-C1）/（N3-G1-S2）時(shí)，p1=0和p2=1是兩個(gè)可能的穩(wěn)定狀態(tài)點(diǎn)。G′（1）<0，所以p=1是演化穩(wěn)定策略;當(dāng)q大于（G1-C1）/（L1-G1-S2）時(shí)，中國(guó)會(huì)選擇合作;當(dāng)q<（G1-C1）/（L1-G1-S2）時(shí)，p1=0和p2=1是兩個(gè)可能的穩(wěn)定狀態(tài)點(diǎn)。G′（0）<0，所以p=0是演化穩(wěn)定策略;當(dāng)q小于（G1-C1）/（L1-G1-S2）時(shí)，中國(guó)會(huì)選擇競(jìng)爭(zhēng)。

4.利用雅可比矩陣的局部穩(wěn)定性分析博弈均衡點(diǎn)穩(wěn)定性

由復(fù)制動(dòng)態(tài)方程可求出在該博弈系統(tǒng)中的5個(gè)可能的均衡點(diǎn)，分別表示為（0，0）、（0，1）、（1，0）、（1，1）和（G1-C1/L1-G1-S2，G2-C2/L2-G2-S1）;求偏導(dǎo)得雅克比矩陣，并根據(jù)矩陣的跡和行列式的值正負(fù)判斷均衡點(diǎn)的穩(wěn)定性：第一，（0，0）點(diǎn)，雅克比矩陣行列式的值為正，跡為負(fù)，為ESS;第二，（0，1）點(diǎn)，雅克比矩陣行列式的值為正，跡為正，不穩(wěn)定;第三，（1，0）點(diǎn)，雅克比矩陣行列式的值為正，跡為正，不穩(wěn)定;第四，（1，1）點(diǎn)，雅克比矩陣行列式的值為正，跡為負(fù)，為ESS;第五，（G1-C1/L1-G1-S2，G2-C2/L2-G2-S1）點(diǎn)，雅克比矩陣行列式的值為負(fù)，跡為0，為鞍點(diǎn)。

由以上分析可知，該博弈系統(tǒng)存在兩個(gè)穩(wěn)定點(diǎn)，即（0，0）和（1，1），這兩個(gè)點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)的策略是（競(jìng)爭(zhēng)，競(jìng)爭(zhēng)）和（合作，合作），也就是說(shuō)當(dāng)處在穩(wěn)定的博弈系統(tǒng)時(shí)，中國(guó)和美國(guó)在5G技術(shù)研發(fā)上將有可能會(huì)同時(shí)選擇合作策略或同時(shí)選擇競(jìng)爭(zhēng)策略。

5.參數(shù)變化對(duì)演化策略的影響

若初始狀態(tài)點(diǎn)（p，q）位于（0，0）、（0，1）、（1，0）或（1，1）四個(gè)點(diǎn)構(gòu)成的矩形中，當(dāng)初始點(diǎn)接近（0，0）時(shí)，初始將會(huì)向ESS系統(tǒng)穩(wěn)定點(diǎn)（0，0）收斂，即中美都會(huì)選擇競(jìng)爭(zhēng);若初始點(diǎn)接近（1，1），那么向（1，1）收斂的概率就會(huì)提高。因此，中美兩國(guó)是否能在5G研發(fā)中實(shí)現(xiàn)共贏，最主要的是看初始狀態(tài)點(diǎn)，而初始點(diǎn)分別與（0，1）、（0，0）、（1，0）和（1，1）、（0，1）、（1，0）構(gòu)成的面積有關(guān)，其大小決定了初始點(diǎn)傾向于（0，0）或（1，1）的概率。矩形的面積S=1/2（G1-C1/L1-G1-S2+G2-C2/L2-G2-S1）。

下面分析參數(shù)取值與變動(dòng)及初始狀態(tài)變化方向的影響：首先，L1增加或L2增加變大，S減少，兩國(guó)傾向于合作;其次，G1增加或G2增加變大，兩國(guó)傾向于競(jìng)爭(zhēng);再次，S2增加或S1增加變大，兩國(guó)傾向于競(jìng)爭(zhēng);最后，C1增加或C2增加變小，兩國(guó)傾向于合作。

通過(guò)以上分析，當(dāng)兩國(guó)研發(fā)5G技術(shù)的初始固定收益L1、L2越大，中美兩國(guó)趨向于（合作，合作）的概率越大;當(dāng)一方競(jìng)爭(zhēng)另一方合作時(shí)，C2和C1越大，（合作，合作）的概率越大。中美雙方存在演化趨向，若美國(guó)為了掌握5G核心技術(shù)，可能會(huì)選擇競(jìng)爭(zhēng)，面對(duì)美國(guó)競(jìng)爭(zhēng)，中國(guó)政府必采取同樣的競(jìng)爭(zhēng)措施。然而中國(guó)一直是一個(gè)主張和平的大國(guó)，中美作為世界上兩個(gè)大國(guó)，肩負(fù)著維護(hù)世界秩序和平的責(zé)任，最終會(huì)選擇合作策略。

三、結(jié)語(yǔ)

對(duì)于中國(guó)而言，5G網(wǎng)絡(luò)有三個(gè)最重要的特點(diǎn)，即極高的速率、極大的容量和極低的時(shí)延，5G的革新升級(jí)可能會(huì)給中國(guó)帶來(lái)全新的領(lǐng)域、就業(yè)機(jī)會(huì)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，從而改變?nèi)藗儸F(xiàn)有的生活方式，在科技、醫(yī)學(xué)以及交通等方面都有可能發(fā)生歷史性的變革。5G時(shí)代應(yīng)該是中美強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手、合作互利共贏的時(shí)代，中興與華為芯片主要由美國(guó)公司提供，中美公司合作意味著在5G領(lǐng)域可以攜手共進(jìn)。而中國(guó)作為人口大國(guó)，美國(guó)公司需要向中國(guó)市場(chǎng)提供廉價(jià)勞動(dòng)力、大量進(jìn)產(chǎn)品并且產(chǎn)生利潤(rùn);同時(shí)，中國(guó)的龐大使用群體也能向美國(guó)提供技術(shù)反饋，美國(guó)因此可以對(duì)產(chǎn)品和技術(shù)加以改善。中美如果執(zhí)著于相互競(jìng)爭(zhēng)，將迎來(lái)雙輸?shù)木置?，只有中美兩?guó)強(qiáng)強(qiáng)合作，才能促進(jìn)全球5G技術(shù)這個(gè)新興產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展，世界人民才能從中受益。

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