Parrondo 悖 論 表 明 （ 1） （ 2） ， 交 替 進(jìn) 行 的 2 個(gè) 輸 的 博 弈 游 戲 會(huì) 最 終 導(dǎo)致 贏 。 但 這 個(gè) 令 人 驚 奇 的 結(jié) 果 只 是 用 來(lái) 解 答 簡(jiǎn) 單 的 博 弈 架 構(gòu) 。 而 對(duì) 于 棘 齒勢(shì) （ 3） ， 特 別 是 脈 沖 式 棘 齒 勢(shì) （ 4） （ 5） 能 夠 維 持 一 個(gè) 粒 子 在 兩 個(gè) 外 在 勢(shì) 能下 交 替 運(yùn) 動(dòng) ， 且 其 中 任 何 一 個(gè) 都 無(wú) 法 產(chǎn) 生 純 粹 的 運(yùn) 動(dòng) 。 盡 管 這 種 現(xiàn) 象 和Parrondo 悖 論 有 性 質(zhì) 上 的 矛 盾 ， 但 二 者 之 間 的 關(guān) 系 一 直 很 “融 洽 ”（ 事 實(shí)上 ， 這 促 成 了 我 們 對(duì) 于 博 弈 游 戲 的 啟 發(fā) ） ， 而 最 近 在 致 力 于 推 導(dǎo) 出 兩 者 之 間的 關(guān) 系 （ 6） （ 7） 。在 這 里 ， 我 們 重 新 列 出 了 主 方 程 ， 利 用 脈 沖 棘 齒 勢(shì) 中 Fokker–Planck方 程 來(lái) 清 晰 地 描 述 它 們 的 關(guān) 系 。 這 樣 ， 我 們 就 能 夠 按 照 博 弈 游 戲 中 的 概 率 定義 給 出 動(dòng) 力 學(xué) 表 達(dá) 式 以 及 電 學(xué) 表 達(dá) 式 ， 同 樣 ， 給 出 棘 齒 勢(shì) ， 我 們 就 能 對(duì) 應(yīng)博 弈 游 戲 來(lái) 構(gòu) 建 出 它 的 勢(shì) 能 。Parrondo 悖 論 中 ， 參 與 者 投 擲 不 同 的 硬 幣 出 現(xiàn) 正 （ 反 ） 面 則 贏 （ 輸 ）得 一 單 位 的 資 金 ， 盡 管 提 出 了 許 多 可 能 性 (8)(9)(10)（ 11） （ 12） （ 13）（ 14） ， 這 里 我 們 只 考 慮 最 原 始 的 那 種 贏 的 可 能 性 。 定 義 為 資 金 的 實(shí) 際 價(jià)iP值 ， i 為 系 數(shù) ， 來(lái) 給 出 完 全 指 定 的 集 合 或 概 率 。 則 對(duì) 于 任 意},.{10?LPk 都 是 一 個(gè) 公 平 的 博 弈 ， 輸 贏 都 相 等 ， 有 :。)(001ii PiLPiL????這 個(gè) 悖 論 表 明 了 交 替 進(jìn) 行 （ 隨 機(jī) 或 者 周 期 ） 兩 個(gè) 公 平 的 博 弈 游 戲 可 以產(chǎn) 生 贏 的 結(jié) 果 。 舉 例 來(lái) 說(shuō) ， 定 義 交 替 的 博 弈 游 戲 A 為 定,2/1ii???義 游 戲 B 為 且 p0=1/10,p1=p2=3/4,這 樣 產(chǎn) 生 了 贏 的 結(jié) 果 ， 盡 管 游 戲 A3?L和 游 戲 B 都 是 公 平 的 游 戲 。定 義 一 個(gè) 離 散 次 數(shù) τ ， 則 每 投 擲 一 次 硬 幣 τ 增 加 1。 如 果 我 們 定 義Pi 為 次 數(shù) τ 下 i 所 對(duì) 應(yīng) 的 資 產(chǎn) 的 概 率 ， 能 夠 得 到 下 列 方 程 ：τ)(τ)( )(1)( 1i01i- ?????ii PaaPaP（ 1）這 里 指 當(dāng) 資 產(chǎn) 為 時(shí) 贏 的 概 率 ， 指 當(dāng) 資 產(chǎn) 為 時(shí) 輸 的 概 率 ，i1-a1?i i1a1?i并 且 為 了 完 整 性 ， 我 們 已 經(jīng) 介 紹 了 為 資 產(chǎn) i 不 變 時(shí) 的 概 率 （ 一 個(gè) 基 本 沒ia有 考 慮 Parrondo 悖 論 的 博 弈 游 戲 ） 。 這 里 注 意 ， 之 前 按 照 規(guī) 則 的 描 述 ， 我們 已 經(jīng) 設(shè) 定 了 概 率 { ， ， }并 不 取 決 于 次 數(shù) ， 很 明 顯 這 滿 足 ：i1-i0i1+ + =1 。 （ 2）i1-i0確 保 這 個(gè) 概 率 為 ： 。 τ)(1)τ(ii PP????這 樣 可 以 連 續(xù) 寫 出 主 方 程 ：， )](J-[τ)(-τ( i1ittpii ??（ 3）當(dāng) 前 給 出= ， )τ(Jiτ)](D-τ)([-τ)](τ)( [21 1ii1 ???iii PPF（ 4）且 ： ， 11????iiia)(211???iii a（ 5）這 是 與 Fokker–Plank 離 散 方 程 (15)中 一 個(gè) 電 流 的 概 率 P(x, t)一 致 的 形式xtJtx???),(),(（ 6）以 及 電 流xtPDtxPFtxJ ???)],()[),()),(（ 7）這 里 有 一 般 的 趨 勢(shì) ， 及 其 映 射 。 如 果 和 分 別 是 時(shí))(x)(xt?間 和 空 間 的 離 散 變 量 ， 那 么 有 ， ,可 以 清 晰 的 得 到i??tτ， . )(xiFti ??)()(2xiDxti ??（ 8）這 里 離 散 和 連 續(xù) 的 概 率 與 有 關(guān) ， 并 且 考 慮 到xtiPi?)τ,(τ)(連 續(xù) 極 限 有 極 值 ， 在 這 種 情 況 下txMxt????20,lim且 。)(1ixFi?? )(1xiDMi ???現(xiàn) 在 ， 我 們 考 慮 了 的 情 況 ， 因 于 是 有 ：0?oa1???iiaP， 2/1?Di iipF21???（ 9）并 且 電 流 只 不 過(guò) 是 到 1 的 概 率 變?chǔ)?(τ)((τ) 1????iii PppJ i化 。因 恒 定 電 流 ， 我 們 發(fā) 現(xiàn) 從 （ 4） 導(dǎo) 出 的 固 定 的 能 夠 解 決 邊 界JistiP情 況 下 的 循 環(huán) 關(guān) 系 ：stListiP??]121[//????iJjDVDvsti FeNeji（ 10）則 電 流]12[//????iJjDVDVFeNeJji（ 11）是 從 得 到 的 歸 一 化 常 數(shù) ， 這 些 表 達(dá) 式 中 我 們 介 紹 了 勢(shì)N10???stiLiP能 按 照 博 弈 游 戲 形 式 的 概 率iV]1ln[]1ln[???????ij jjiJjji pDFDV(12)零 電 流 的 情 況 下 ,暗 示 了 周 期 的 勢(shì) 能 。 這 種 情 況 再 次 出0J 0?Vl現(xiàn) 在 這 樣 公 平 的 博 弈 中 ， 那 么 得 出 指 數(shù) 函 數(shù))1(ii PL????注 意 方 程 （ 12） 分 為 極 限 到DVstiiNeP/?? 0??x或 ,即 為 推 力 和 移 動(dòng) 系 數(shù)??dxFMx)()(1 VM??)()( )(xF之 間 的 一 個(gè) 通 常 的 關(guān) 系 。按 照 勢(shì) 能 ， 獲 取 博 弈 概 率 的 逆 運(yùn) 算 需 要 解 出 方 程 （ 12） 在（ 17） 這 種 極 限 情 況 ：LF?0 ][)1(1)1(][[)( ///)( /// 101???????? ??? ij DVVjDVLJJDvii jjLjji eee(13)通 過(guò) 已 給 的 概 率 集 合 ， 利 用 （ 12） 這 些 結(jié) 果 可 以 得 到 隨 機(jī) 概},.{10?LP率 （ 和 電 流 ） ， 利 用 （ 12） ； 以 及 逆 運(yùn) 算 ： 獲 得 了 隨 機(jī) 的 勢(shì) 能 下 博 弈 游iVJ戲 的 概 率 ， 利 用 （ 13） 。 注 意 交 替 進(jìn) 行 的 博 弈 結(jié) 果 ， γ 表 示 時(shí) 游 戲2/1?iPA 的 概 率 ， 以 及i?圖 1： 左 邊 ： 因 公 平 的 博 弈 B， 從 12 中 可 以 定 義 在時(shí) 的 勢(shì) 能 。 右 邊 ： 在4/3,0/20??pp iV時(shí) 博 弈 B 的 勢(shì) 能 ， 結(jié) 果 來(lái) 自 于 隨 機(jī) 變 化 的 博 弈85''3'1B 和 一 個(gè) 博 弈 A 在 概 率 的 情 況 ， 。2/1pi i?通 過(guò) ， 定 義 一 個(gè) 博 弈 B 的 集 合 對(duì) 應(yīng) 了iγ)1(' ???ip },.{10?LP一 個(gè) 概 率 集 合 ， 又 因 變 量 ， 得 到 這 種 關(guān) 系 ：}',.'{10?LPsFi'iiγ'?（ 14）并 且 相 關(guān) 概 率 服 從 （ 12） 。我 們 給 出 了 兩 個(gè) 應(yīng) 用 了 上 述 形 式 的 例 子 ， 在 第 一 個(gè) 中 我 們 計(jì) 算 了 公 平 的博 弈 和 贏 的 博 弈 的 隨 機(jī) 概 率 ， 概 率 時(shí) 博 弈 B 和 博 弈 A 的 隨 機(jī) 結(jié)B' 2/1γ?合 是 不 變 的 概 率 ， 而 悖 論 （ 1） 最 基 本 的 解 釋 中 ， 產(chǎn) 生 了 圖 1 的 結(jié) 果 ， 這 里注 意 組 合 博 弈 的 勢(shì) 能 是 如 何 顯 示 區(qū) 域 中 那 種 大 幅 增 加 的 不 對(duì) 稱 性 。圖 2： 左 邊 ： 在 時(shí) 的 棘 齒 勢(shì) 。 那 些 零 星 的 離 散 值 適 用 于 博 弈3.1,9?ALB 的 定 義 。 右 邊 ： 從 概 率 的 博 弈 A 和 博 弈 B 得 到 了 組 合 博 弈 的2/γ 'B勢(shì) 能 離 散 值 ,其 中 的 線 是 在 條 件 下iV' 0952.),()(' ????xaVxV的 預(yù) 估 。第 2 個(gè) 應(yīng) 用 即 為 輸 入 勢(shì) 能)]Lπx4sin(1)πx2[sin()(??LAxV（ 15） 已 被 廣 泛 應(yīng) 用 于 棘 齒 原 型 。 設(shè) ， ， 將 時(shí) 的 概 率iVi?ei,1??離 散 化 ， 利 用 （ 13） 我 們 可 以 得 到 一 個(gè) 概 率 集 合 。 因 勢(shì) 能},.{0?LP是 周 期 性 的 ， 則 博 弈 的 B 的 結(jié) 果 取 決 于 這 些 概 率 是 公 平 的 且 當(dāng) 前)(xV為 零 。 博 弈 A 也 同 樣 取 決 于 ， 。 我 們 繪 制 了 圖 2 博 弈J 2/1?pi i?和 博 弈 的 勢(shì) 能 ， 時(shí) 博 弈 A 和 博 弈 B 的 隨 機(jī) 組 合 ， 再 次 注 意 ， 與B' 2/1γ?贏 的 博 弈 B 一 樣 ， 已 經(jīng) 傾 斜 了 。 如 圖 3 所 示 電 流 基 于 交 替 進(jìn) 行 的 博 弈iV' JA 和 B。圖 3： 方 程 （ 11） 得 出 的 電 流 ， 作 為 交 替 進(jìn) 行 的 博 弈 A 和 B 的 概 率 函J數(shù) 。 博 弈 B 被 定 義 為 在 時(shí) 離 散 化 的 棘 齒 勢(shì) ， 對(duì) 應(yīng) 最 大 值9,4.0?LA57.0γ?綜 上 所 述 ， 我 們 已 經(jīng) 利 用 Fokker–Planck 方 程 寫 出 了 主 方 程 來(lái) 描 述 過(guò)阻 尼 狀 態(tài) 的 布 朗 粒 子 所 體 現(xiàn) 的 離 散 一 致 性 。 這 樣 我 們 能 夠 把 博 弈 概 率與 動(dòng) 力 學(xué) 勢(shì) 能 關(guān) 聯(lián) 起 來(lái) ， 我 們 的 方 法 產(chǎn) 生 了 一 個(gè) 公 平 博 弈 對(duì)},.{10?LP)(xV應(yīng) 的 周 期 性 勢(shì) 能 和 贏 的 游 戲 對(duì) 應(yīng) 的 傾 斜 的 勢(shì) 能 。 生 成 的 表 達(dá) 式 在 極 限時(shí) 用 來(lái) 獲 取 脈 沖 棘 齒 勢(shì) 的 有 效 勢(shì) 能 以 及 由 此 產(chǎn) 生 的 電 流 。??x