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在寡头市场上，当寡头数量很少时，从理论上说，他们很容易通过谈判实行勾结定价，即像一个垄断者那样用高价格来宰消费者。这样做，交易费用（寡头进行价格勾结谈判达成协议所需要的费用）并不高，而勾结定价可以为参与者带来共同的利益。但为什么这种勾结定价在现实中成功的很少呢?尽管许多国家“反垄断法”中有禁止勾结定价的条款，但实际上这个条款的作用极为有限，因为寡头之间可以采用不易被发现的隐蔽性勾结——默契。我们可以用博弈论的分析来说明现实中的勾结定价难以成功的原因。
我们假设某地牛奶市场由两家寡头瓜分，这是寡头中最简单的寡头——双头，也是最容易达成价格勾结协议的寡头市场。
如果这两家寡头（A与B）之间没有任何勾结，各自按成本最低时产量进行生产，各生产3000磅牛奶，成本为每磅6元。这时，市场总供给量为6000磅牛奶，价格为6元。各家都没有经济利润（经济利润为零）。
现在这两家寡头达成价格勾结。要实现高价必须减少产量。现实中寡头之间的价格勾结总是以限产为前提的（以后要谈到的欧佩克就是这样）。如果这两家寡头把产量确定为2000磅牛奶，这时成本为每磅8元。市场总供给量减少为4000磅牛奶，需求并没有变，价格上升至每磅9元。在这种价格时，每家寡头可获得经济利润2000元。当然，勾结起来对双方都是有利好的。
如果达成协议方有一方违约会有什么结果呢?如果一方违约，生产3000磅牛奶，它的每磅牛奶成本约为6元，另一方守约生产2000磅牛，每磅牛奶成本为8元。这时市场总供给量为5000磅牛奶，价格为7．5元。市场价格只有一个，是整个市场的供求总量决定的。违约的一方，成本仅6元，价格为7．5元，每磅牛奶的利润为1．5元，总计经济利润为4500元。守约的一方，成本为8元，价格也是7．5元，每磅牛奶亏损0．5元，2000磅牛奶共亏损1000元。
这两个寡头的价格勾结协议的实施并没有法律保障，因为这种协议是非法的。守约的一方无法对违约的一方提出诉讼，即缺乏有效的惩罚。是否守约完全取决于各自的意愿。他们是否会守约呢?一方守约与否的结果还取决于对方是否守约，协议并没有保证对方守约的硬约束，因此，各方都有守约与违约两种选择，而对方到底会选择什么，无法确定，这时就可以用博弈论来分析各自的决策了。
我们来看A的决策过程。A要分析在B不同的选择下，自己的选择会有什么结果。A先假设B是守约的，这时A选择守约可以赚2000元，如果选择不守约可以赚4500元。两者相比，A守约时，B的占优战略是不守约。A再假设B不守约，这时A选择守约要亏损1000元，如果选择不守约可以不赔不赚（经济利润为零）。两者相比，A不守约时，B的占优越略也是不守约。A的结论是，无论B守约还是违约，对自己最有利的还是不守约。B的分析方法和结论与A完全一样。结果A、B都选择了不守约，价格协议成了一张废纸。
在这种情况下，A、B如何才能实现勾结呢?研究者发现，如果就是这两个寡头，同样的博弈会多次进行。双方最终会发现，达成勾结的条件是采用一报还一报的策略，即对方这次守约，我下次也守约，如果对方这次不守约，我下次也不守约。这种情况下，双方会发现，从多次博弈的结果看，违约是不利的，从而自觉守约。这种一报还一报就成为有效的惩罚。但在现实中这种情况极为罕见——只有两个寡头，而且多次重复同样的博弈。在常见的多头博弈，而且同样的博弈很少反复进行的情况下，价格勾结就难以成功了。
这种分析与现实一致吗?一个最常用的例子就是欧佩克（石油输抽国组织）的价格勾结。欧佩克是一个限制产量并提高石油价格的寡头价格联盟（又称“卡特尔”）。他们在70年代的成功更多的是共同的政治动机。但经济利益在长期中是高于政治的。随着时间流逝，博弈论分析的情况就出现了。各成员国都想，无论其他国家是否守约，我违约对自己是有利的，于是纷纷打破限产规定，增加生产，结果到80年代，石油价格就大幅度下跌了。以后的石油价格上升不是价格协议起作用，而是供求关系变动的结果。
在任何一种市场上，决定价格的最基本因素还是供求关系。在供大于求的情况下，任何价格勾结都不能长远地提高价格。在供小于求的情况下，无需价格勾结，价格也会上升。在价格决定中，价格勾结是无用的。过去我国出现过的汽车行业自律价和民航的禁折令等等形式的价格勾结，哪一个实现了?人为的价格勾结当然阻挡不了供求决定价格的客观规律。博弈论分析的结论与现实是一致的。企业还是不要玩这种小权术，老老实实提高自己的市场竞争力。
