“海盗分金?”
数学的逻辑有时会导致看???分怪异的结论。一般的规则是,如果逻辑推?没有?洞,那么结论就必定站得?脚,?使它与你的直觉矛盾。 1998年9月,加利?尼亚州帕洛阿尔托的Stephen M. Omohundro寄给我一?难题,它?好就属于这一类。这难题已??传了至少??年,但是Omohundro对它作了改动,使它的逻辑问题?得分外??了。
先?看看此难题原先的形状。10??海盗抢得了窖?的100?金?,并打算瓜分这些战利?。这是一些讲民主的海盗(当然是他们自己特有的民主),他们的习惯是按下?的方?进行分?:最厉害的一??海盗??出分?方案,然?所有的海盗(包括??出方案者本人)就此方案进行表决。如果50%或更多的海盗赞?此方案,此方案就获得通过并?此分?战利?。?则??出方案的海盗将被扔到海里,然?下????最厉害的海盗???上述过程。
所有的海盗都?于看到他们的一??伙被扔进海里,?过,如果让他们选择的?,他们还是??得一笔现金。他们当然也?愿?自己被扔到海里。所有的海盗都是有?性的,而且知?其他的海盗也是有?性的。此外,没有两??海盗是?等厉害的——这些海盗按照完全由上到下的等级排好了座次,并且?个人都清楚自己和其他所有人的等级。这些金??能?分,也??许几??海盗共有金?,因为任何海盗都?相信他的?伙会?守关于共享金?的安排。这是一伙?人都?为自己打算的海盗。最凶的一??海盗应当??出什么样的分?方案?能使他获得最多的金?呢?
为方便起?,我们按照这些海盗的怯懦程度?给他们编?。最怯懦的海盗为1?海盗,次怯懦的海盗为2?海盗,如此类推。这样最厉害的海盗就应当得到最大的编?,而方案的??出就将倒过?从上至下地进行。
分?所有这类策略游?的奥妙就在于应当从结尾出?倒推回去。游?结?时,你容易知?何?决策有利而何?决策?利。确定了这一点?,你就?以把它用到倒数第2次决策上,如此类推。如果从游?的开头出?进行分?,那是走?了多远的。其原因在于,所有的战略决策都是?确定:“如果我这样?,那么下一个人会怎样???
因此在你以下海盗所?的决定对你?说是??的,而在你之?的海盗所?的决定并???,因为你??正对这些决定也无能为力了。
记?了这一点,就?以知?我们的出?点应当是游?进行到?剩两??海盗——?1?和2?——的时候。这时最厉害的海盗是2?,而他的最佳分?方案是一目了然的:100?金?全归他一人所有,1?海盗什么也得?到。由于他自己肯定为这个方案投赞?票,这样就?了总数的50%,因此方案获得通过。
现在加上3?海盗。1?海盗知?,如果3?的方案被?决,那么最?将?剩2个海盗,而1?将肯定一无所获——此外,3?也明白1?了解这一形势。因此,??3?的分?方案给1?一点甜头使他?至于空手而归,那么?论3???出什么样的分?方案,1?都将投赞?票。因此3?需?分出尽?能少的一点金??贿赂1?海盗,这样就有了下?的分?方案: 3?海盗分得99?金?,2?海盗一无所获,1?海盗得1?金?。
4?海盗的策略也差?多。他需?有50%的支?票,因此?3?一样也需?找一人??党。他?以给?党的最低贿赂是1?金?,而他?以用这?金??收买2?海盗。因为如果4?被?决而3?得以通过,则2?将一文???。因此,4?的分?方案应是:99?金?归自己,3?一?也得?到,2?得1?金?,1?也是一?也得?到。
5?海盗的策略?有??。他需?收买?两??海盗,因此至少得用2?金??贿赂,?能使自己的方案得到采纳。他的分?方案应该是:98?金?归自己,1?金?给3?,1?金?给1?。
这一分?过程?以照?上述?路继续进行下去。?个分?方案都是唯一确定的,它?以使??出该方案的海盗获得尽?能多的金?,?时???该方案肯定能通过。照这一模?进行下去,10?海盗??出的方案将是96?金?归他所有,其他编?为?数的海盗?得1?金?,而编?为奇数的海盗则什么也得?到。这就解决了10??海盗的分?难题。
Omohundro的贡献是他把这一问题扩大到有500??海盗的情形,?500??海盗瓜分100?金?。显然,类似的规律?然?立——至少是在一定范围内?立。事实上,??所述的规律直到第200?海盗都?立。 200?海盗的方案将是:从1到199?的所有奇数?的海盗都将一无所获,而从2到198?的所有?数?海盗将?得1?金?,剩下的1?金?归200?海盗自己所有。
?看起?,这一论?方法到200?之?将??适用了,因为201?拿?出更多的金??收买其他海盗。但是?使分?到金?,201?至少还希望自己?会被扔进海里,因此他?以这样分?:给1到199?的所有奇数?海盗?人1?金?,自己一?也??。
202?海盗?样别无选择,?能一?金?都??了——他必须把这100?金?全部用?收买100??海盗,而且这100??海盗还必须是那些按照201?方案将一无所获的人。由于这样的海盗有101??,因此202?的方案将??是唯一的——贿赂方案有101?。
203?海盗必须获得102张赞?票,但他显然没有足够的金?去收买101???伙。因此,无论??出什么样的分?方案,他都注定会被扔到海里去喂鱼。?过,尽管203?命中注定死路一?,但并?是说他在游?进程中?起任何作用。相??,204?现在知?,203?为了能??性命,就必须??由他自己???出分?方案这么一?局?,所以无论204?海盗??出什么样的方案,203?都一定会投赞?票。这样204?海盗总算侥幸拣到一?命:他?以得到他自己的1票?203?的1票?以??外100??收买的海盗的赞?票,刚好达到?命所需的50%。获得金?的海盗,必属于根?202?方案肯定将一无所获的那101??海盗之列。
205?海盗的命??如何呢?他?没有这样走?了。他?能指望203?和204?支?他的方案,因为如果他们投票??对205?方案,就?以幸??祸地看到205?被扔到海里去喂鱼,而他们自己的性命??然能够?全。这样,无论205?海盗??出什么方案都必死无疑。206?海盗也是如此——他肯定?以得到205?的支?,但这?足以救他一命。类似地,207?海盗需?104张赞?票——除了他收买的100张赞?票以?他自己的1张赞?票之外,他还需3张赞?票?能?于一死。他?以获得205?和206?的支?,但还差一张票?是无论如何也弄?到了,因此207?海盗的命?也是下海喂鱼。
208??时??转了。他需?104张赞?票,而205?206?207?都会支?他,加上他自己一票?收买的100票,他得以过关?命。获得他贿赂的必属于那些根?204?方案肯定将一无所获的人(候选人包括2到200?中所有?数?的海盗?以?201?203?204?)。
现在?以看出一?新的?此?将一直有效的规律:那些方案能过关的海盗(他们的分?方案全都是把金?用?收买100???伙而自己一点都得?到)相隔的?离越?越远,而在他们之间的海盗则无论??什么样的方案都会被扔进海里——因此为了?命,他们必会投票支?比他们厉害的海盗??出的任何分?方案。得以??葬身鱼腹的海盗包括201?202?204?208?216?232?264?328?456?,?其??等于200加2的?一方幂的海盗。
现在我们?看看哪些海盗是获得贿赂的幸?儿。分?贿赂的方法是?唯一的,其中一?方法是让201?海盗把贿赂分给1到199?的所有奇数编?的海盗,让202?分给2到200?的所有?数编?的海盗,然?是让204?贿赂奇数编?的海盗,208?贿赂?数编?的海盗,如此类推,也就是轮?贿赂奇数编?和?数编?的海盗。
结论是:当500??海盗?用最优策略?瓜分金?时,头44??海盗必死无疑,而456?海盗则给从1到199?中所有奇数编?的海盗?人分1?金?,问题就解决了。由于这些海盗所实行的那?民主制度,他们的事情就??了最厉害的一批海盗多?都是下海喂鱼,?过有时他们也会觉得自己很幸?——虽然分?到抢?的金?,但总?以?于一死。?有最怯懦的200??海盗有?能分得一份?物,而他们之中??有一?的人能真正得到一?金?,的确是怯懦者继承财富。