学苑撰文

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 


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)

更新日期:2023-10-30