五、海盗分金问题
5名海盗分100枚金币,先由1号海盗提方案,然后所有人表决,方案必须达到半数以上通过(两方平票不通过),不通过则提方案的人被扔进海里喂鲨鱼,再由2号海盗提方案,以此类推。假定海盗都极度聪明理性,他们的行为准则是:生存第一,其次利益最大化,当其他条件相同,优先选择把别的海盗扔入大海(这样可以减少泄密,占取船只)。
问题来了,1号海盗提出怎样的方案可以生存且利益最大?
答案:分配方案为按排号顺序分配金币数为(97,0,1,0,2)或(97,0,1,2,0)。
解析:直觉上1号海盗考虑本题,为了保命,应该选择尽量把金币分给其他海盗,以求得方案通过,但实际他大可不必如此。
解决这个问题的关键在于换个思维方向。与其苦思冥想你要做什么决策,不如先想想最后剩下的人会做什么决策。
假设现在只剩下4号和5号了,很明显,4号海盗不论怎样提方案,5号都不会同意,这样可以把4号海盗喂鲨鱼,自己独吞所有金币和船只。
再把3号海盗考虑进来。他提出的任何方案4号海盗都必须同意,否则自己就会在下一轮送命,所以3号海盗的提案就是(100,0,0),这个方案必能通过。
再逆推到2号海盗,他可以提出的方案是(98,0,1,1),对4号海盗和5号海盗各贿赂一枚金币,这种情况下,4号和5号会投赞成票,否则在下一轮他们两个是一毛钱也拿不到的。
逆推到1号海盗,他可以提供的方案就是(97,0,1,0,2)或(97,0,1,2,0),这个方案他本人、3号海盗和5号海盗(或者后一种的4号海盗)会投赞成票,方案通过。
题目变形:这道题目流行多年,存在不同的版本,各种条件稍微改变就是另外的结果。例如投票规则改变为——平票的情况下就算通过。这样在只剩下4号和5号时,4号的方案就会是(100,0),3号的方案就是(99,0,1),2号的方案是(99,0,1,0),1号海盗的方案是(98,0,1,0,1)。
如果考虑实际的情况,地位高的人会先提方案,平票时提案人可以凭自己的权威通过,这种设定更加合理一些。
题目讨论:这道题目在思考的时候采用了“递归”的数学思想。“递归法”就是有一类题目,规模巨大但可以逐级分解为更小的问题,从小问题的解再归纳出整体的解。
海盗分金是一个非常古老的问题,在1999年《科学美国人》正式把它发表之前,已经至少流行10年了。海盗分金表明了博弈中先发优势。
经济学建立的前提之一就是理性人假设:人都是自私而且理性的,其所有行为都是力图以最小的代价实现利益最大化。
但在真实的世界中,这样的假设并不成立,人不是只讲理性的机器,而是时时刻刻会受到感情的困扰,如果真的海盗分金,很难想象1号海盗可以拿着97枚金币全身而退。
另一道博弈题目可以说明这个问题:两个人分100元,A提方案,B表决,如果B不同意则全都一文不得。
在博弈中A的方案一般倾向于(60,40)或者(55,45),最自私的也不过(70,30),实验表明,B所得如果少于30%,他将拒绝。
问题拓展:海盗分金的题目还可以进一步拓展,如果是6个海盗,情况会怎么样?如果是200个以上呢?比较复杂,有兴趣的朋友可以自行研究。