高校生のゲーム理論研究:八王子東高校「探究学習」の成果発表会に行ってきました!

2021年度は筑波大附属高校の他に、八王子東高校でも「探究学習」のゲーム理論プロジェクトのお手伝いをしました。3月12日(2022年)には、その成果発表会があり、参加させて頂きました。

当日はゲーム理論だけではなく、物理化学、生物、哲学、心理学、スポーツ、ジェンダーなど、さまざまなプロジェクトのすべての成果が発表されていました。多くの会場で同時並行的に発表会が行われ、さながら学園祭のようでした。

成果発表会のプログラム

生徒たちの間に実行委員があり、発表会が行われるようです。すごい!(委員長と副委員長の開会と閉会の挨拶も素晴らしかったです)。

教室での発表の様子

ゲーム理論プロジェクト発表は、主に体育館のポスターセッションでした。発表数も多く、ゲーム理論プロジェクトだけでも、全部を聞けなくて残念でした。

体育館での発表

以下は研究テーマの例です。

  • 親子のお手伝いから考える努力に対する報酬のインセンティブ
  • ブラフはどのような場面で成功するのか
  • Eカードにおける最良の選択は何か
  • チキンゲームで考える恋愛必勝法
ポスターセッション!
ブラフの有効性

今回のゲーム理論プロジェクトは高校1年生の発表でした。ゲーム理論は高校1年生には少し難しいかなとも思たのですが、皆さん、私の「ビジュアルゲーム理論」を参考書にし、よく勉強して、素晴らしい成果を発表していました。⇒アマゾン

ビジュアルゲーム理論

今回の探究学習のお手伝いを通じて、混合戦略などを、どのように高校生に教えればよいか、考えさせられました。高校生を主にターゲットにしながら、ゲーム理論を面白く教えるような教材を作っていきたいと思うようになりました。

筑波大附属高校で「総合的な探究の時間」のお手伝い

筑波大学附属高校で「総合的な探究の時間」のお手伝いをしてきました。高校1年生の「数学的モデリング」をテーマにしたグループで、ゲーム理論の講演をしたり、彼らの研究に助言を与えたりしました。

講演の様子

生徒たちは、ゲーム理論を中心に、自分の興味がある研究テーマに取り組みます。微分も確率もほとんど習っていない高校1年生とは思えないほどの高度な研究に取り組んでいました。テーマの例を挙げると

  • 特殊ルール(手札のシャッフル)がある3人ババ抜きの戦略
  • 3人人狼の戦略とシミュレーション
  • ゲーム理論の観点からの交通渋滞の回避
  • LINEによる異性とのやり取りの戦略

です。また、特に高校生にとってはゲーム理論によるスポーツの戦略に興味があるようで

  • バスケットボールの戦略(3Pシュートと2Pシュートのどちらを打つべきか)
  • 野球の戦略(高校野球における初級ストライクを打つべきかどうか)
  • バレーボールの戦略(アタックはストレートかクロスか)
  • サッカーの戦略(ドリブルか、パスか)

などのテーマが多く見受けられました。

野球の戦略

スポーツの戦略と混合戦略については、いくつかの研究はあるものの、それを詳しく解説したものはありません。改めて、そのような解説を書いてみようかと思いました。

多くの学生のテーマに向き合い、短い時間でアドバイスを与える担当の山田先生は、本当に凄いなと思いました。学生たちの探求は、まだまだ続くようです。

東京都立大学 ゲーム理論 過去の試験問題

東京都立大学「ゲーム理論1」「ゲーム理論2」の過去の試験問題と解答です。一部欠落しているものもあります。2021年度以降の問題は公開していません。講義資料(スライド)や宿題などはこちらにあります。

ゲーム理論1

ゲーム理論2

ゲーム理論 オンライン講義 一覧

東京都立大学 ゲーム理論 オンライン講義

2020年コロナ対応でオンデマンドにした大学の講義動画をyoutubeに公開しています。以下は、そのタイトルの一覧です。

それ「協力ゲーム」じゃないから

ゲーム理論において、間違いられやすい用語は「協力ゲーム」だ。

多くの場合、世の中の状況は「競争」と「協力」に分けられる。
そこで、一般の人(?)は、競争を非協力ゲーム、協力や協調を協力ゲームと呼びがちだ。

呼びがちな人にとって競争とは、「一方が勝ち、一方が負ける」ような状況、例えば、将棋とか囲碁などの遊戯の<ゲーム>、スポーツなどを意味している。
一方、協力とは、交渉とかコーディネーションや囚人のジレンマなどなど、両者の行動によっては、良くなるウィンウィンの状態が存在する状況を意味しているように思える。

ゲーム理論では、上記の状況は両方とも非協力ゲームとして分析される。
あえて上記の状況を呼ぶのならば、競争はゼロサムゲームで、協力はノンゼロサムゲームである。

非協力ゲームと協力ゲームとは何かについては、別の記事に書いてあるが、ここでは使われている用語から見分ける方法を書いておこう。

利得行列、戦略、行動、ゲームの木、ナッシュ均衡、進化などの用語が使われているならば、それは非協力ゲーム。
特性関数、コア、シャープレイ値、仁などの用語が使われていれば、それは協力ゲームである。

静岡大学集中講義「社会システム工学」 講義情報

2021年9月下旬に非常勤で集中講義を予定している静岡大学工学部数理システム工学科の講義「社会システム工学」の講義情報です。ゲーム理論を講義する予定です。

以下の講義資料は、変更されることがあります。

オンデマンド学習について

完全ではありませんが、講義内容に沿った動画をオンデマンドで見ることができます。以下を参照してください。
http://nabenavi.net/gametheory/

これは文系(東京都立大学経済経営学部)向けのもので、本講義にある「数式の表記について」という部分に対応している動画はありませんが、宿題や演習には十分対応できます。以下のようなときに利用してください。

  • 通信環境が良くない場合
  • 講義時間の都合がつかない
  • 予習と復習

以下には、講義内容とURLの対応表があります。

youtube対応表

一歩ずつ学ぶ ゲーム理論

裳華房から2021年秋に出版された「一歩ずつ学ぶ ゲーム理論-数理で導く戦略的意思決定-」のページです。

裳華房のページへのリンク

アマゾンのページへのリンク

正誤表

本にはいくつか誤りがあり、ご迷惑をおかけしています。以下に正誤表(PDF)があります。
ご指摘いただいた方々、特に千葉大学の岸本先生とそのゼミの皆さんには感謝致します。

正誤表(2022.05.24)

演習問題解説

各章末の演習問題で、難しいと思われる問題や、詳しい説明が必要と考えられる問題についての解説(PDF)です。

演習問題の解説(ver2. 2022.02.15改訂)

なお、裳華房の本書のWebページにも同じものが掲載されています。

本の特長

  • 初めて学ぶ者も数式でゲーム理論を理解できるように、分かりやすい言葉で、省略することなく丁寧に、一歩一歩独りでも学ぶことができることを目指した教科書。
  • ゲーム理論を学ぶ本は、もはや専門書ではなく、教科書・テキストであるとの考え方に立って、さまざまな工夫をした。
  • 数式による定義は必ず言葉で言い換えて、例を使って説明し、必要なものには図解を加えるように心がけた。
  • 集合の用語や引数や述語論理の使い方など、数学に慣れた者には当たり前であっても、初学者が引っかかってしまう数学の概念には数学表現のミニノートとして解説を加えた。
  • 本書で何を学ぶのかについては最初のプロローグに示して、読者がどこまで学習したかが分かる地図を作り、各章のはじめに地図と現在の位置を示した。本文の中で重要な部分は太字にし、checkマークのアイコンを付けた。
  • 章のはじめにはキーワードを示し、終わりにはまとめを置いた。
  • 章末の演習問題を充実させて、解答をつけるのはもちろんのこと、難しい問題には(ネット上に)解説も示した(上記)。

「ゼミナールゲーム理論入門」との違い

「ゼミナールゲーム理論入門」は、図や数値例でゲーム理論の考え方を学ぶようになっていますが、概念の定義は言葉だけでなされています。また、独占やクールノー競争、オークションなど、経済学的な例をやや多く用いています。

これに対して「一歩ずつ学ぶ ゲーム理論」は、企画段階では「理工系のためのゲーム理論入門」という名前であったように、概念の定義に数式も用い、その意味を図や数値例で理解して、(まさに一歩づつ)ゲーム理論を学ぶようになっています。道路の混雑、交渉、投票、コーディネーションなど、例も盛り込んではあるものの、理論を学ぶことに重点を置いています。また「ゼミナール…」より、ややページ数を少なくしています。

図解雑学ゲーム理論

ナツメ社の図解雑学シリーズから、私の著書「図解雑学ゲーム理論」が2004年8月14日に出版されました。皆さんに愛され18刷まで出ました。残念ながら2018年を持って紙での媒体は絶版となりました。

現在はkindle版として販売されています。 
韓国語にも翻訳されました。


現在、この本は日経BP社「ビジュアル ゲーム理論」として書き直され、新しく生まれ変わっています。

ゼミナールゲーム理論入門

「ゼミナール ゲーム理論入門」が2008年4月8日に出版されました。 この本は、以下のような特徴を持っています。

  • 完備情報・不完備情報の戦略形・展開形ゲーム、および協力ゲームと、ゲーム理論の基本的な話題をすべて体系的に網羅した本格的なテキスト
  • 「図解雑学ゲーム理論」のノウハウを引継ぎ、図表や数値例を多用することで、難解な数式を用いずにゲーム理論が一通り習得できるようにな るに努めた
  • 抽象的な理論を導入するのではなく、コンビニ戦争や転職などの具体例を用いて「なぜそのような理論を構築するのか」という真意を分かりやすく解説し、抽象的な理論を学ぶモチベーションを明らかにした抽象的な理論にとどめずに、ゲーム理論の代表的な応用例である、寡占市場の分析・交渉・投票・オークション・モラルハザードと最適契約・ 逆選択・シグナリングなどについて解説した
  • 本書は、岩手県立大学(総合政策学部)・東京都立大学(経済学部)・首都大学東京(経営学部・ビジネススクール)・政策研究大学院大学・筑波大学(情報学類・ビジネススクール)・東京工業大学・中小企業大学校、など、筆者が長年に渡ってさまざまな分野の学生に講義した内容をまとめたものです。

「ゼミナールゲーム理論入門」資料

オンライン講義

東京都立大学におけるゲーム理論1とゲーム理論2のオンライン講義です。コロナ対応のためyoutubeにオンデマンドの講義として公開しました。テキストは、ゼミナールゲーム理論入門なので、本著書を学ぶためのオンライン講義になっています。