Наука о Камень Ножницы Бумага

Да, это настоящая область исследований

Камень Ножницы Бумага стал темой десятков рецензируемых научных работ. Университеты от Пекина до Лондона используют RPS как модельную систему для изучения принятия решений, социального поведения и стратегического мышления. За это защищали диссертации. Мы не шутим. Они тоже не шутят.

Исследование Чжэцзянского университета (2014)

Одно из самых цитируемых исследований RPS пришло из Чжэцзянского университета в Китае. 360 студентов сыграли по 300 раундов, и каждый бросок был зафиксирован. Вот что обнаружилось:

• Выиграл, повтори: выигравшие раунд склонны повторить тот же жест в следующем. Сработал камень, значит, снова камень. Зачем чинить то, что не сломано, верно? Именно это его и ломает.
• Проиграл, смени (циклически): проигравшие склонны переходить на жест, который побил бы их проигравший бросок, двигаясь по циклу камень → бумага → ножницы. Человеческий мозг, судя по всему, считает, что ответ на поражение камнем, попробовать бумагу, а не рандомизировать.
• Ничья. Смени: после ничьей игроки склонны менять бросок. Ничьи кажутся скучными, а от скуки человек не находит себе места.

Эти паттерны, называемые стратегиями условного отклика, заметно отклоняются от равновесия Нэша (случайные 1/3 на каждый жест). И создают эксплуатируемые закономерности. Если знаешь, что соперник следует правилу «выиграл. Повтори», ты знаешь, что будет после его победы. Как будто он вручает тебе ответы.

Wang, Xu & Zhou (2014), Scientific Reports, doi:10.1038/srep05830

Склонность к камню

Несколько независимых исследований подтвердили, что камень. Самый частый жест: он выпадает примерно в 35–37% случаев против ожидаемых 33,3%. Почему?

• Физическое состояние по умолчанию: кулак не требует движения пальцев. Это положение покоя для руки. Под давлением времени человек выбирает то, что требует наименьших усилий. Примерно так же работает и большинство решений в жизни.
• Психологические ассоциации: камень ощущается сильным и агрессивным. Игроки-мужчины бросают камень ещё чаще, что говорит об эмоциональном весе этого жеста.
• Искажение первого броска: преобладание камня сильнее всего на первом броске матча, до включения стратегического мышления. Первый бросок. Это, по сути, твоё подсознание, представляющееся сопернику.

Эволюционная биология

Вот тут становится странно. Динамика RPS встречается в живой природе:

• Пятнистобокие ящерицы (Uta stansburiana): три морфы самцов конкурируют за самок по циклу RPS. Оранжевогорлые (агрессивные) бьют синегорлых (кооперативных), синие бьют желтогорлых (хитрых), жёлтые бьют оранжевых. Эти ящерицы играют в соревновательный RPS и даже не подозревают об этом. У них и рук-то нет.
• Бактерии: штаммы E. coli, которые вырабатывают токсины, устойчивы к ним или уязвимы, сосуществуют благодаря нетранзитивному доминированию. Бактерии играют в RPS. Это не метафора.
• Рыбы коралловых рифов: конкуренция между кораллами следует иерархиям в духе RPS. Океан. По сути один большой мокрый турнир.

Эволюционные теоретики игр приводят эти примеры, показывая, что нетранзитивная конкуренция поддерживает биоразнообразие. Ни одна стратегия не доминирует, поэтому сосуществуют сразу несколько. RPS. Не просто игра. Это фундаментальная схема того, как живое делит пространство, не позволяя одному победить навсегда.

Искусственный интеллект

Системы ИИ, обученные играть в RPS против людей, стабильно выигрывают. Не потому, что умнее, а потому что человек предсказуем и отказывается это признавать:

• Робот Токийского университета (2012): с помощью высокоскоростной камеры он распознавал форму руки соперника в первые миллисекунды её складывания и отвечал выигрышным жестом менее чем за одну тысячную секунды. Винрейт 100%. И при этом жульничество. Но очень крутое жульничество.

University of Tokyo Ishikawa Group: Janken robot project

Нейронаука

Исследования нейровизуализации показали, что решение в RPS одновременно активирует сразу несколько зон:

Kikuchi et al. (2007): prefrontal activity during a 15-person RPS task

Применения за пределами игры

У исследований RPS есть практические применения, никак не связанные с самой игрой:

• Поведенческая экономика: понимание того, как человек решает в условиях неопределённости
• Безопасность: проектирование систем, устойчивых к предсказуемому человеческому поведению
• Образование: обучение вероятности, теории игр и статистическому мышлению
• Аукционы и дизайн механизмов: процедуры честного распределения на основе нетранзитивных систем

Простейшая игра в мире продолжает учить нас новому. Такое перевыполнение плана нельзя не уважать.

Источники

• Social cycling and conditional responses in the Rock-Paper-Scissors game
• The rock–paper–scissors game and the evolution of alternative male strategies
• Local dispersal promotes biodiversity in a real-life game of rock–paper–scissors
• Prefrontal cerebral activity during a simple “rock, paper, scissors” task