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囚徒困境(Prisoner's Dilemma)
by 趙永祥 2020-09-08 07:11:12, 回應(0), 人氣(747)

囚徒困境Prisoner's Dilemma


囚徒困境(英語:Prisoner's Dilemma)是賽局理論非零和賽局中具代表性的例子,反映個人最佳選擇並非團體最佳選擇。或者說在一個群體中,個人做出理性選擇卻往往導致集體的非理性。雖然困境本身只屬模型性質,但現實中的價格競爭、環境保護等方面,也會頻繁出現類似情況。


單次發生的囚徒困境,和多次重複的囚徒困境結果不會一樣。

重複的囚徒困境中,賽局被反覆地進行。

因而每個參與者都有機會去「懲罰」另一個參與者前一回合的不合作行為。這時,合作可能會作為均衡的結果出現。欺騙的動機這時可能被受到懲罰的威脅所克服,從而可能導向一個較好的、合作的結果。作為反覆接近無限的數量,納許均衡趨向於帕累托最優


囚徒困境的主旨為,囚徒們彼此合作,堅不吐實,可為全體帶來最佳利益(縮短刑期),但在無法溝通的情況下,因為出賣同夥可為自己帶來利益(無罪開釋),也因為同夥把自己招出來可為他帶來利益,因此彼此出賣雖違反最佳共同利益,反而是自己最大利益所在。但實際上,執法機構不可能設立如此情境來誘使所有囚徒招供,因為囚徒們必須考慮刑期以外之因素(出賣同夥會受到報復等),而無法完全以執法者所設立之利益(刑期)作考量,所以這是一個參考性的學術問題。


經典的囚徒困境[編輯]

1950年,由就職於蘭德公司梅里爾·弗勒德梅爾文·德雷希爾擬定出相關困境的理論,後來由顧問艾伯特·塔克以囚徒方式闡述,並命名為「囚徒困境」。經典的囚徒困境如下:

警方逮捕甲、乙兩名嫌疑犯,但沒有足夠證據指控二人有罪。於是警方分開囚禁嫌疑犯,分別和二人見面,並向雙方提供以下相同的選擇:

  • 若一人認罪並作證檢控對方(相關術語稱「背叛」對方),而對方保持沉默,此人將即時獲釋,沉默者將判監10年。
  • 若二人都保持沉默(相關術語稱互相「合作」),則二人同樣判監半年。
  • 若二人都互相檢舉(互相「背叛」),則二人同樣判監5年。

用表格概述如下:


乙沉默(合作)乙認罪(背叛)
甲沉默(合作)二人同服刑半年甲服刑10年;乙即時獲釋
甲認罪(背叛)甲即時獲釋;乙服刑10年二人同服刑5年


解說[編輯]

如同賽局理論的其他例證,囚徒困境假定每個參與者(即「囚徒」)都是利己的,即都尋求最大自身利益,而不關心另一參與者的利益。參與者某一策略所得利益,如果在任何情況下都比其他策略要低的話,此策略稱為「嚴格劣勢」,理性的參與者絕不會選擇。另外,沒有任何其他力量干預個人決策,參與者可完全按照自己意願選擇策略。

囚徒到底應該選擇哪一項策略,才能將自己個人的刑期縮至最短?

兩名囚徒由於隔絕監禁,並不知道對方選擇;而即使他們能交談,還是未必能夠盡信對方不會反口。就個人的理性選擇而言,檢舉背叛對方所得刑期,總比沉默要來得低。試設想困境中兩名理性囚徒會如何作出選擇:

  • 若對方沉默、我背叛會讓我獲釋,所以會選擇背叛。
  • 若對方背叛指控我,我也要指控對方才能得到較低的刑期,所以也是會選擇背叛。


二人面對的情況一樣,所以二人的理性思考都會得出相同的結論——選擇背叛。背叛是兩種策略之中的支配性策略。因此,這場賽局中唯一可能達到的納許均衡,就是雙方參與者都背叛對方,結果二人同樣服刑5年。

這場賽局的納許均衡,顯然不是顧及團體利益的帕累托最優解決方案。以全體利益而言,如果兩個參與者都合作保持沉默,兩人都只會被判刑半年,總體利益更高,結果也比兩人背叛對方、判刑5年的情況較佳。但根據以上假設,二人均為理性的個人,且只追求自己個人利益。均衡狀況會是兩個囚徒都選擇背叛,結果二人判監均比合作為高,總體利益較合作為低。這就是「困境」所在。例子有效地證明了:非零和賽局中,帕累托最優納許均衡是互相衝突的。


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