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剪刀、石頭、布─生活中的賽局理論

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費雪Len Fisher
暢銷科普書《搞笑學物理》的作者,經常為《華爾街日報》、《舊金山紀事報》寫文 章,也上過BBC、CBS、Discovery頻道,跟大眾講述科學家如何看待日常生活中遇到的各種問題。目前是英國布里斯托大學(Bristol University)物理系的訪問研究學者。 費雪因為研究出怎麼泡餅乾和甜甜圈最好,獲得1999年搞笑諾貝爾物理獎,又以《搞笑學物理》贏得2004年美國物理學會科學寫作獎;另著有《靈魂有多重?》(中文版均由天下文化出版)。

林俊宏  譯
 

 

賽局理論無所不在。雖然名稱用「賽局」兩字,但其實講的並不是比賽,而是我們每日與人互動的策略。賽局理論可以告訴我們,在家庭失和、鄰居口角、勞資糾紛、名人離婚案例中,究竟為什麼有這麼多衝突、毀約、背信以及欺騙;賽局理論也可以告訴我們,面對各種競爭和衝突,最佳的因應策略為何。

碰到攸關自身利益的時候,人與人之間很容易為了先顧自己,而陷入各種邏輯矛盾和困境,導致難以協商解決的局面。

因此,我們會在許多勞資糾紛、名人婚變案例中,看到各種衝突、背信、欺騙;擴大到整個社會和國際間,就會是資源耗竭、全球暖化、軍事威脅等等相關議題。

面對各種衝突和僵局,有何因應策略?賽局理論可以給我們線索。

這本書是「搞笑諾貝爾獎」得主費雪搞懂賽局理論、並在生活裡親身實踐賽局理論的心得。

讀完本書,除了可以認識賽局理論的全貌,你也能學會該如何化解日常生活中的七大困境:

• 囚犯困境(譬如削價競爭)
• 公共財的悲劇(譬如網路塞車)
• 搭便車(譬如占用公共資源卻不想付錢)
• 膽小鬼賽局(譬如在路上有人硬是想切進某條車道)
• 自願者困境(譬如倒垃圾)
• 兩性戰爭(譬如老公想去看球賽,老婆卻想去看電影)
• 獵鹿問題(譬如某個人不合作、脫隊行事)


 
 

我們在童年感受最強烈的需求之一就是公平,而到了成人,就成為我們的正義感。尋找促成並維持合作的工具時,我也是首先訴諸這種正義感。我認為,如果各方都覺得協議很公平,也就比較不會打破協議。

對「公平」的感覺似乎深植在我們心中,而且可以追溯出長久的演化歷史。例如就連猴子也分得出公不公平。全身褐色的僧帽猴,如果看到同類完成了相同的任務、卻拿了較多獎賞,會滿腹牢騷而大發脾氣。研究者發現,牠們生氣之後就不願意再做同樣的工作,甚至氣到拿獎勵用的食物丟研究人員。想當初,我也曾經拿最愛的水果塔丟我媽媽,也只是因為覺得我弟拿到的那塊大得不公平。

我母親應該怎麼做,才能確保我不會嫉妒弟弟拿到那一塊「大」的?答案很清楚,就是運用「我切你選」的策略,由一人來切,另一人來選(但是實際效果可能也有限,畢竟我那個時候才四歲,弟弟也才兩歲)。然而,賽局理論家已經指出,面對任何一種有限的資源,原則上這已經是最公平的方法,可以確保結果不會招致任何嫉妒之心。原因就在於,切的人會努力達到公平,而選的人都已經有選擇的權力了,也沒什麼好抱怨。

我第一次體驗到這種策略,是有一天我把一枝火箭沖天炮射進了祖母的臥房裡。還記得那天是在慶祝某個節日,我不小心把弟弟的一盒煙火踢進了我家的營火堆。射進臥房的是一枝很大的藍色火箭,足足比其他那些紅色的貴上三倍!那盒煙火爆開的時候聲音超大,想必會吵醒當時正甜甜睡著的祖母,只不過火箭可是在那之前就率先在空中劃出一道金色弧線,衝過臥房大開的門口,鑽進梳妝台底下,先是??作響,接著很快就爆出一片閃亮耀眼的藍白光芒,祖母下床逃跑的速度超快,一點也看不出來是七十好幾的年紀。她站在房門口,揮著枴杖,嘴裡喊著一些我從來不知道她也懂的字眼。後來,真正修理到我的不是那根枴杖,而是老爸說,要把我的那盒煙火分一半給弟弟。

我那個時候才七歲,雖然還沒開始研究哲學,還是想出了自以為了不起的論點。我說這一點也不公平,踢到煙火不是我的錯,而是弟弟不應該把煙火放在營火堆旁邊。可惜父親不吃這一套,我最後爭取到的,只是由我來把我的煙火分成兩堆,再讓弟弟來挑。

我挑得可小心了,心裡盤算不管弟弟挑哪一堆,我都絕不能吃虧。這是我能做的極限,也是他能做的極限。如果哪一個吵著要更多,老爸就會把所有的煙火拿給另一個。回應老爸的策略時,雖然我並不自覺,但還是用常理判斷出要採用「我切你選」的策略,而這正是賽局理論家會提出的建議(第5章則會談談我老爸還可以採取什麼策略)。這裡所應用的準則,也就是所謂的「大中取小」(Minimax)原則。

「大中取小」的意思就是,你得先衡量局勢,看看各種選擇會造成什麼最大損失或最壞的結果,然後再決定怎麼做可以讓損失最小(英文字minimax裡的max就代表maximum,即可能的「最大」損失,而mini代表minimize,意思是「減到最小」)。如果當初亞當和夏娃在伊甸園裡也採取了這個原則,就不會冒著損失整座伊甸園的風險,只為了嚐嚐蘋果的滋味。我們替房子或車子投保,也是希望將可能的最大損失縮到最小,心想就算損失保費,也總比碰上車禍或發生火災的損失來得好一些。

「我切你選」之所以是個符合「大中取小」原則的做法,是因為切的人絕對會盡可能切得公平,好讓可能的損失縮到最小(這就是大中取小的原則),而選的人一定也會依照相同的原則來選擇自己的一份。這個策略頗為公平,在這個混亂的世界上,也就成為分享資源的一大可用策略。常見的例子就在於離婚時如何分財產,目前常用的做法是估算所有資產的金錢價值,再將總金錢價值依比例平分。賽局理論家也曾經點出,「我切你選」的策略也能考量到其他的價值因素(像是對某些物品的感情),所以在分的時候對雙方都有利。

在某些國際協定中,也可見到「我切你選」的策略運用。以1994年聯合國海洋法公約為例,高度工業化的國家希望能取得部分國際海域的採礦權,但同時又必須保護開發中國家的利益,因此,決議由想開採海底礦藏的國家將該海域分成兩塊,而由一個獨立的機構代表開發中國家,從中選擇一塊,留待以後開採。

雖然就理論而言這聽起來真是個好主意,也很像是讓那些唯利是圖、自私自利的已開發國家得到了點教訓,但等到我實際試著應用這個策略,卻發現有三大難題。第一是不同的人常常有完全不同的價值觀,雖然這本身並不是問題,但卻會使得價值的評估和比較十分困難。第二是實際執行的問題,特別是如果牽涉到超過兩方,就更為複雜。第三、也是最大的難處在於結果出爐之後,如果沒有獨立的權威介入,要如何確保其中一方不會作弊或耍流氓、希望多拿些好處?

先從兩人的猜拳遊戲講起。大部分人都很熟悉猜拳規則:雙方在彼此都了解的時點,同時伸出右手,作出代表剪刀(伸出張開的食指和中指)、石頭(握拳)或是布(手掌張開)的形狀。如果雙方比出的手勢一樣,就是平手,否則,石頭會把剪刀弄鈍、剪刀能剪布、布能包石頭,所以石頭贏剪刀、剪刀贏布、布贏石頭,再簡單不過了。

猜拳是一種零和遊戲,例如假設贏了加一分、輸了扣一分、平手是零分,在遊戲結束後把所有人的分數加起來,一定為零。對賽局理論家而言,這代表著一件事:採取「大中取小」原則,就能得到最佳策略。這樣一來,直覺就能得到一個明顯的結論:在不知道對手意向的情形下,最好的方法就是採取混合策略,隨機出剪刀、石頭或是布,三者平均分配。假如雙方都這麼做,輸贏或平手的機率就會相同。

猜拳遊戲之所以具有吸引力,是因為雙方在心理上都覺得自己有所選擇,具有主導權。這也代表著,如果能算到對手會出什麼,就穩贏不輸。

幾年前,日本Maspro電工公司的社長橋山高志(Takashi Hashiyama)打算拍賣該公司收藏的印象派畫作,但無法決定要交給佳士得還是蘇富比來承辦。於是橋山社長要兩家拍賣公司自己決定,由誰來拍賣這批價值連城的收藏,而在電子郵件中,橋山社長「建議用像是『剪刀石頭布』的方式來解決」。

兩家公司有一個週末可以決定該出什麼拳,但兩邊採取的策略截然不同。蘇富比表示他們「沒想太多」,於是出了布,可以想見他們認為佳士得會出石頭。但最後是由佳士得勝出,因為佳士得藝術品拍賣部門主管麥克萊恩(Nicholas Maclean)的11歲雙胞胎女兒芙羅拉和艾莉絲,提出了她們的專業建議;艾莉絲解釋說:「每個人都會以為別人要出石頭。」所以要贏就要出剪刀。

或許這對雙胞胎看過某集的「辛普森家庭」,在那一集當中,霸子(Bart)心想:「石頭又硬又堅固,天下無敵!」但當然還是被麗莎(Lisa)看穿了。事實上,蘇富比真的是運氣不佳,因為就統計上而言,他們的確選擇了最佳的策略。就統計期望值而言,出剪刀的機會應該是33.3%,但過去比賽中的數據顯示,實際上出剪刀的百分比只有29.6%,比其他兩種都低,也代表著出布的次數可以稍微多一點。除此之外,完全隨機出拳仍然是最佳策略。

事實上,蘇富比的做法完全合理,因為他們無法預知佳士得要出什麼。但如果帶入第三方,情形就大有不同了,以我親身的例子,就是上次教我五歲的孫子玩猜拳。他媽媽和我先玩給他看,他想了想,就很得意的大聲說:「我以後都要出石頭!」這樣一來,不管誰跟他玩,都是穩贏不輸。然而,等到三個人一起猜拳,情況就有所不同,他先宣布了要出石頭,就代表他媽媽和我永遠沒辦法打敗對方。舉例來說,如果我出布,她可以出剪刀來贏過我,但就會輸給他的石頭,形成和局。

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本書的中心想法是,要想了解金融市場、政治、一窩蜂、流行、甚至更深度的議題,譬如婦女教育與出生率的奇特關連、種族衝突等等,應該從群體行為的「模式」來思考,而不是從個人本身。鑽石之所以璀璨,並不是組成鑽石的碳原子都亮晶晶的,而是因為碳原子的特殊排列方式。個體單元並不重要,重要的是結構模式。人也一樣。
作者企圖告訴我們,複雜的社會表象背後,往往藏有簡單的邏輯。混沌理論退燒、賽局理論應付不了真實世界現況之時,「社會物理學」已悄然誕生,只要找出隱藏的邏輯,我們就能掌握群眾行為模式之謎。

現實世界發生的許多事,都是隨機的,就像浮游在液體中的花粉微粒,會不斷的讓一個接著一個的隨機事件推向東、推向西;我們從校園到職場的人生歷程,或是高爾夫球從第一洞到第十八洞的軌跡,股票市場的漲漲跌跌,都是如此。各種出乎意外的事件遲早會發生,但終歸會到達某個位置──這正是「醉漢走路」這個模型代表的涵義。
讀了《醉漢走路》,你會更明白隨機、機遇是怎麼一回事,你也會重新思考「機會、命運、偶然、必然」的意義,重新思索各種決策和結論,看穿表象、看清真相。更重要的是,你也會知道如何提升成功的機率。

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