海盗博弈

海盗博弈(),或强盗分金问题是一个简单的数学博弈。该博弈描述了如果遵循经济人的行为,结果可能与常人的直觉相悖。这也是最后通牒賽局的多参与者版本。

博弈
有五个理性的海盗,A, B, C, D和E,找到了100个金币,需要想办法分配金币。

海盗们有严格的等级制度:A比B职位高,B比C高,C比D高,D比E高。

海盗世界的分配原则是:等级最高的海盗提出一种分配方案。所有的海盗投票决定是否接受分配,包括提议人。并且在票数相同的情况下,提议人有决定权。如果提议通过,那么海盗们按照提议分配金币。如果没有通过,那么提议人将被扔出船外,然后由下一个最高职位的海盗提出新的分配方案。

海盗们基于三个因素来做决定。首先,要能存活下来。其次,自己得到的利益最大化。最后,在所有其他条件相同的情况下,优先选择把别人扔出船外。

設共有N個海盜,等級最低的海盜為1號,其次為2號,依此類推,等級最高的是N號,若N ≤ 200,則N號海盜的分配法為:自己\left\lfloor\frac{202-N}{2}\right\rfloor個金幣,其餘海盜中,編號和N的奇偶性相同者每人各1枚金幣,奇偶性不同的,什麼也得不到。

201號海盜必須要有101票才能通過,他沒有辦法,只能自己不拿金幣,而給1~199號中奇數號的海盜每人各1枚金幣,這樣他以及1~199號中的奇數號會投贊成票,這樣就剛好101票,提案即可通過。

202號與201號類似,自己不拿金幣,而給2~200號中的偶數號每人各1枚。

到了203號,情況第一次有了一百八十度的大轉彎,因為他需要102票,但是他沒有足夠的金幣去收買101人,无法通过。

204號則較幸運,因為203號知道他唯有支持204號才能保命,所以204號可以給1~199號中奇數號的海盜每人各1枚金幣,因為他知道,203號雖然一無所獲但還是會投贊成票,再加上自己一票以及1~199號中奇數號的100票,就達成了102票的條件,所以他的提案就可以通過。

205號就沒那麼走運了,他不能指望203號與204號支持他,所以沒法通過。

206號也是一樣,因為他需要103票才能通過,所以就算205號會支持他,還是差1票。

207號則需要104票,但是他最多也只能得到103票(他自己、205號和206號、以及1~200號中的100人),所以也不能通過。

208號則又時來運轉,他可以給2~200號中的偶數號每人各1枚,這樣他們會同意他,同時他自己跟205, 206, 207號也會投贊成票,剛好104票可通過。

此時,我們繼續分析,可以得到一個新的序列:201, 202, 204, 208, 216, 232, 264, 328, 456, 712, 1224, ... ,這些編號的海盜能夠存活,他們依次要分給1~200中的奇數、偶數、奇數、偶數、奇數、偶數、 ...號每人各1枚金幣。所以當有1500位海盜時,前276名等級最高的海盜必死無疑。輪到1224號海盜時,他可以只分給1~199號中奇數號的海盜每人各1枚金幣,而其餘的海盜什麼也得不到。

结论
一般地,对于任意给定的金币 G, 海盗数目 N。上文中等级不高于 (2 G) 的海盗都有存活机会;但对于等级高于 (2 G) 的海盗,只有编号 (N - 2 G) 为 2 的整数次幂的那些海盗有存活机会,其余海盗必死无疑。第 N 号海盗只需给编号在 (2G) 以内跟他/她相同奇偶性的海盗分配 1 枚金币即可,其余金币都归他/她自己,但编号大于 (2*G) 的海盗分不到金币。利用计算机编程很容易验证这一结论。

参考资料

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