数学妙不可言:从「囚徒困境」看利益冲突
文:游証恩(香港资优教育学苑校友)
近年「全球暖化」议题引起国际关注,世界各国本可共同协作减少温室气体的排放,避免极端天气引发天灾。但假如这做法牺牲到自己国家的经济利益,又另作别论。再者,倘若只有自己减少排放而别国又不减排,问题没有因自己的牺牲而改善,那岂不是双重损失?
以上难题,可以引用数学理论的「囚徒困境」(prisoner's dilemma)来进行解释。根据这个理论,负责案件的检察官分别向犯人甲和乙提出以下条件,我们姑且简化为「背叛(认罪)」和「合作(不认罪)」两种选择。
一) 若甲乙二人彼此合作各不认罪,他们将因为轻罪,而各被判入狱半年;
二) 若甲乙二人彼此背叛承认犯罪,他们将各被判监三年;
三) 若一人背叛(认罪)而另一人合作(不认罪),背叛的那人将转作污点证人而无罪释放,而合作的那人将因重罪而被判监十年。
聪明的读者,若你是犯人甲,你会如何选择呢?从甲的立场看,他没法预先知道乙的选择,只能作两手准备去反复思考:
一) 若自己合作,而处境一 (a )乙又同样合作,两人会同被轻判半年; 但若处境一 (b)乙背叛,自己合作,自己则要重判十年。
二) 若自己背叛,而处境二 (a )乙又选择背叛,两人会各判监三年;但若处境二 (b) 乙合作,自己更可以无罪释放。
因此,对甲来说,背叛(认罪)毫无疑问就是最好的选择。
图一)「囚徒困境」简表
甲 | 乙 | |||
选择 | 结果 | 选择 | 结果 | |
处境一(a) | 合作 (不认罪) | 轻判半年 | 合作 (不认罪) | 轻判半年 |
处境一(b) | 合作 (不认罪) | 重判十年 | 背叛 (认罪) | 无罪释放 |
处境二(a) | 背叛 (认罪) | 判监三年 | 背叛 (认罪) | 判监三年 |
处境二(b) | 背叛 (认罪) | 无罪释放 | 合作 (不认罪) | 重判十年 |
由此可見,在經過所謂「理性分析」後,甲發現背叛是「最佳選擇」,而乙極可能有相同想法同樣選擇背叛,而被判監三年。事實上,假如兩人當初願意合作,兩人都會獲輕判半年。雖然兩人看似都作出了對自己最有利的選擇,到頭來卻未能帶來最佳結果!
綜觀以上,「囚徒困境」不純粹是數學或科學問題那麼簡單。套用在國際之間、社會各階層的利益衡突上,要擺脫「囚徒困境」的負面影響,關鍵在乎摒棄自私的思想,相信彼此都甘願為團體(整體人類)付出,互相合作,才能締造雙贏局面。
游証恩(香港资优教育学苑校友) 我自小就对数学很有兴趣,中学时有幸参加学苑举办的国际数学奥林匹克课程,并代表香港出赛,大大的扩濶了我的视野。我认识到数学不同分支之间有着深刻的联繫,又见识到数学家如何巧妙地运用不同数学工具解决困难的问题。现时我在香港中文大学数学系就读,在学习高等数学的过程,更加发觉数学的深不可测,自己所知确实是微不足道。希望各位小读者也可领会到数学的乐趣! |
曾刊载于《星岛日报》小学校园报《阳光校园》(2023年3月)