[Game Theory and Strategy 28]

投票篇:雜談

Chinese 賽局與策略

written by LiaoWC on 2021-07-08


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投票是團體的一個決策過程,藉由投票的過程,整合了個人的偏好。在生活中,除了選舉以外,其它像是搜尋引擎也算是一個投票機制。當你點進去一個連結、分享一篇貼文等等,就相等於對該內容投了一票。這裡的「投票」不侷限在那種你真的投進投票箱那種投票,而是廣泛指集體決策。接下來將稍微討論兩種常見的投票目的,及其可能遇到的問題。

孔多塞悖論(Condorcet Paradox)

有一種投票是為了決定出「一個」對象,像是選舉選出一個候選人。

假設有三個被選的對象:X, Y, Z,

有三個人 A, B, C 要投票,他們分別對 X, Y, Z 的偏好排序為:

  • A: X > Y > Z
  • B: Y > Z >X
  • C: Z > X > Y

依照這個情境,會選不出 X, Y, Z,因為 A,B,C 的志願序產生了「循環」。這個情境符合孔多塞悖論(Condorcet Paradox)。投票者的偏好出現循環,導致決定不出結果。

機制影響投票結果

假設我們要讀大學,共有 X,Y,Z 三間大學在你的候選名單,你要選出一間大學。你思考許久,整理出三個切入的點:獎學金、學校排名、校園環境。

  • 從獎學金來看:X > Y
  • 從學校排名來看:Y > Z
  • 從校園環境:Z > X

你有這些資訊可以拿來判斷選哪一間大學。這時很重要的是你「先」用哪一項來看。

  • 如果你先用獎學金來選,X > Y,Y 被淘汰,剩下 X 和 Z,再用校園環境選,結果是 Z。
  • 如果你一開始先用學校排名來選,Z 先被淘汰,再用獎學金比,最後選出來的是 X。
  • 如果一開始用校園環境選,X 被淘汰,再用學校排名比,最後結果是 Y。

結論是你排篩選的順序很重要!

如果改用分數來排序?

前面的討論告訴我們排序可能會出現 cycle。那如果改成每個投票者根據他的偏好給不同選項不同分數呢?假設有四個選項可選:W,X,Y,Z,分數的給定範例如下:

  • A 排出 W > X > Y > Z,則 W 得 3 分,X 得 2 分,Y 得 1 分,Z 得 0 分。(贏過幾個人給幾分)最後總和所有投票者的分數分配,得最多分的獲勝。

這樣基本上就能解決前述的循環問題!

但是又出現一個缺點—有操弄空間。

假設有甲、乙、丙、丁、戊共五個人投票,其中甲、乙、丙的排序是:

  • 甲乙丙:W > X > Y > Z,他們最喜歡 W,雖然 X 也不錯,但 W 更好。

而丁、戊兩個人是 X 派的,他們希望 X 勝選。這時有個操作空間:因為 W 是 X 的最大競爭對手,X 派的這兩個人無論覺得 W 好不好都直接把 W 排到最後面。

  • 丁戊:X > Y > Z > W

我們現在來計算總分,在甲乙丙的投票中,W 共獲得:$3 \times 3 = 9$ 分,X 共獲得:$2\times 3=6$分。在丁戊的投票中,W 共獲得:$0 \times 2 = 0$ 分,X 共獲得:$3\times2=6$ 分。全部加在一起:

  • W 共得 9 分
  • X 共得 12 分

由 X 獲勝。但仔細觀察你會發現,大多數人覺得 W 比 X 好,但 X 卻贏了!所以這是用分數排序可能的缺點。

在爾虞我詐的政治戰場上,事情不會這麼簡單的!X 的支持者知道可以用這種方式操弄投票,那 W 可能也瞭如指掌,也可能做一樣的操弄。最後會發生很神奇的事情,就是 W 和 X 的總分都不會太高,反而是中間的其他人例如 Y 或 Z 贏得這個投票。下一段我們試著來討論這種情況。

如果 W 和 X 的支持者都操弄投票?

兩邊陣營分別都把對方評得很低分:

  • 甲乙丙:W > Y > Z > X,支持 W,希望 X 落敗
  • 丁戊:X > Y > Z > W,X 派,希望 W 落敗

總分會變成:

  • W:3+3+3+0+0=9
  • X:0+0+0+3+3=6
  • Y:2+2+2+2+2=10
  • Z:1+1+1+1+1=5

竟然是 Y 獲勝!

小結

本篇討論數個投票方法,每個方法都各有優缺點。對投票這個主題有趣的人可以查閱更多資料進入更深入的探討。

圖片來源

https://unsplash.com/photos/GJao3ZTX9gU?utm_source=unsplash&utm_medium=referral&utm_content=creditShareLink