足球的罰球就是現實版的剪刀石頭布:罰球員和守門員幾乎在同一瞬間選邊,任何可預測的模式都會被利用,所以雙方最好的策略都是隨機選擇。經濟學家用數千次職業比賽的罰球驗證過這一點,發現球員的表現和混合策略賽局理論的預測驚人地接近。
為什麼這兩個遊戲結構相同
在剪刀石頭布中,雙方都無法根據對方的出拳做反應,而且每一種固定的選擇都有剋星。均衡就是以無法預測的方式混合出拳,各佔三分之一。完整推導請看剪刀石頭布的數學。
罰球也很類似。球飛到球門的速度太快,守門員來不及等著看再反應,所以大約在罰球員踢球的同時就必須決定撲哪一邊。如果某個罰球員總是踢左邊,守門員就會總是撲左邊。如果某個守門員總是撲右邊,罰球員就會總是踢左邊。任何單一的純策略都撐不住,所以雙方都會混合。
主要的差別在於罰球並不對稱。大多數罰球員踢向自己「習慣」的那一側比較準(右腳球員通常是守門員的右邊),而中間是第三個選項,如果守門員站著不動就很冒險。所以均衡不是平均分配。理論的預測更細膩:每位球員應該混合到讓對方無差異,也就是說,罰球員不管往哪邊踢,進球率都應該相同;守門員不管往哪邊撲,撲救率也都應該相同。
研究發現了什麼
Chiappori、Levitt 和 Groseclose(2002)。 Pierre-André Chiappori、Steven Levitt 和 Timothy Groseclose 在《American Economic Review》(美國經濟評論,第 92 卷第 4 期)發表了〈Testing Mixed-Strategy Equilibria When Players Are Heterogeneous: The Case of Penalty Kicks in Soccer〉(球員能力不同時的混合策略均衡檢驗:以足球罰球為例)。他們使用歐洲頂級聯賽的罰球資料,建立了一個允許罰球員和守門員能力不同的模型,並檢驗它的預測。資料大致符合球員照理論預測在隨機選擇,包括一些違反直覺的預測,例如罰球員應該多常踢向中間。
Palacios-Huerta(2003)。 Ignacio Palacios-Huerta 在《Review of Economic Studies》(經濟研究評論,第 70 卷)發表的〈Professionals Play Minimax〉(職業球員玩的是極小化極大),分析了歐洲職業聯賽的 1,417 次罰球。他檢驗了極小化極大定理的兩個推論:每位球員各種選擇的進球率應該相同,而且每位球員的選擇應該前後獨立,從一球到下一球看不出任何模式。職業球員兩項檢驗都通過了,這很驚人,因為在實驗室裡被要求隨機選擇的受試者通常都做不到。
這對你玩剪刀石頭布有什麼意義
罰球給我們的教訓不是「要隨機」,而是更具體的:
- 針對對手看得到的東西隨機。 職業罰球員不會以可察覺的方式輪流或連續出同一邊。一般玩剪刀石頭布的人幾乎都會。我們自己的出拳模式資料顯示,玩家對上一回合的結果反應很強烈。
- 選項不對等,混合比例也就不對等。 在出拳不對稱的玩法中,例如某些變化版,正確的混合是讓對手無差異的那一種,不一定是各三分之一。
- 要利用對方,但要小心。 如果你發現某個模式,就往反方向押。一旦你自己變得可以預測,優勢就又還給對方了。
我們的賽局理論頁面對混合策略有更深入的說明,你也可以透過免費線上玩來測試自己夠不夠隨機。
常見問題
罰球員真的會隨機選擇嗎?
Chiappori、Levitt 和 Groseclose(2002)以及 Palacios-Huerta(2003)的證據顯示,職業球員很接近均衡的混合,整體來看沒有可被利用的順序模式。
為什麼罰球像剪刀石頭布?
兩者都是同時行動的遊戲,每一種可預測的選擇都有剋星,所以穩定的策略就是混合。
最好的罰球策略是左右各踢一半嗎?
不是。因為罰球員某一側比較強,最佳的混合比例是不平均的。應該相等的是各種選擇的成功率。
