7660 - Remarques sur l’intersection de la théorie des hypergroupes et la théorie des jeux (avec P. Gazzano)

P. Gazzano, N. Lygeros

Comme nous l’avons analysé précédemment la théorie des hypergroupes est fondée sur deux axiomes à savoir celui de reproductibilité et celui de l’associativité. En ce qui concerne la théorie des jeux formalisée tout d’abord par Morgenstern et von Neumann c’est-à-dire dans le cadre restrictif des jeux à somme nulle qui sont essentiellement basés sur deux joueurs, il est difficile de mettre en évidence l’axiome de l’associativité qui a besoin de trois termes même si l’axiome de reproduction semble naturel en raison de la multivalence de la fonction utilisée. Aussi, il n’est pas étonnant que cette voie n’ait pas été exploitée. Après tout, les deux théories n’ont que vingt ans de différence et celle des hypergroupes était méconnue hormis de certains spécialistes. Par contre, avec la révolution radicale de Nash où il est possible d’étudier des cas à plusieurs joueurs et dans un cadre où le jeu n’est plus à somme nulle, le recours à la théorie des hypergroupes est nettement plus naturel. Néanmoins, le problème de la rigidité de l’axiome de l’associativité qui provient de la théorie des groupes classique, peut encore poser des problèmes car il n’est pas certain a priori qu’il soit vérifié par l’ensemble du spectre des jeux, sur lequel fonctionne la théorie des jeux à la Nash. Ce point est encore plus sensible avec l’extension massive que représente la théorie des marchés. Cependant ce point peut être élégamment résolu par l’axiome de la faible associativité introduit par Vouglioukis pour créer la théorie des Hv-groupes qui généralise celle de Marty sur les hypergroupes. En effet, dans ce cadre, il n’est pas indispensable de vérifier l’associativité stricte pour évoluer dans les théories des jeux et des marchés. Cette liberté axiomatique, permet d’exploiter tout le potentiel de la théorie des Hv-groupes par rapport à celle des hypergroupes. L’étude calculatoire des deux types d’objets, le démontre clairement même avec des petits ordres de grandeurs. Cette multitude d’hyperstructures se vérifie d’ailleurs aussi au niveau des hyperanneaux et des hypercorps mais cela n’est pas notre propos ici. L’essentiel dans cette nouvelle approche qui est d’ailleurs compatible avec celle de l’application de la théorie des Hv-groupes à la chimie, c’est de donner la possibilité d’étudier la multivalence des résultats lorsque plusieurs joueurs économiques sont en jeu, tout en permettant la généralisation à la théorie des marchés, interprétée comme une extension de la théorie des jeux. Une autre propriété de cette approche, c’est qu’elle n’est pas limitée par le problème de la gestion de résultats abondants qui rendent difficile un traitement direct exhaustif et systématique de la théorie de jeux au sens strict. En effet, cette dernière est quelque peu dépourvue lorsque la masse des interactions entre joueurs ne peut être formalisée aisément en terme de structure comme dans le cas des généralisations des jeux doubles à quatre personnes qui correspondent à la donnée d’un cube via ses huit sommets. Grâce à la théorie des Hv-groupes, il est possible de traiter le cas des jeux décomposables où les joueurs évoluent par exemple dans deux ensembles, en introduisant la notion naturelle de sous Hv-groupe. Cela correspond par exemple à l’utilisation des deux générateurs indépendants comme nous le mettons en évidence, dans le cadre du cube via la théorie des ensembles munis d’un ordre partiel et du problème de la recherche de ceux-ci à partir de la donnée d’un groupe d’automorphismes. Nous voyons donc qu’il est possible de mettre à profit l’intersection de la théorie des hypergroupes et de la théorie des jeux, en l’exploitant via les Hv-groupes et les marchés.