2、智体*——五贼分赃(据说在美国,20分钟能做这道题的人都是百万富翁。)

数学的逻辑有时会导致看似奇怪的结论。一般来说,如果逻辑推理没有漏洞,那么结论必须成立,即使它与你的直觉相矛盾。9月,1998,加州帕洛阿尔托的Stephen M. Omohundro给我发了一个难题,正好属于这一类。这个问题已经流传了至少十年,但是Omohundro对它进行了改动,使得它的逻辑问题变得格外复杂。

让我们来看看这个拼图的原始形状。10海盗抢走了地窖中存放的100枚黄金,并计划瓜分这些战利品。这都是一些讲民主的海贼(当然是他们自己特有的民主)。他们的习惯是按以下方式分配:最有实力的海盗提出分配方案,然后所有海盗(包括自己提出方案的那个)投票表决。如果有50%或更多的海盗同意这个计划,这个计划就会被通过,战利品也会得到相应的分配。否则,提出计划的海盗将被扔进大海,然后提名最有实力的海盗,重复上述过程。

所有的海盗都乐于看到自己的一个同伙被扔进海里,但如果有选择,他们宁愿得到一笔现金。他们当然不想自己被扔到海里。所有的海盗都是理性的,知道其他海盗也是理性的。况且,没有两个海贼是同等强大的——这些海贼是按照等级从上到下排列的,每个人都知道自己的等级和别人的等级。这些金块不能再分了,也不允许几个海盗拥有金块,因为没有一个海盗相信他的同伙会遵守享用金块的安排。这是一群只为自己着想的海盗。最凶猛的海盗应该提出什么样的分配方案才能让他获得最多的黄金?

为了方便起见,我们按照这些海盗的懦弱程度来编号。最懦弱的海盗是1号海盗,第二懦弱的海盗是2号海盗,以此类推。这样,实力最强的海盗应该得到的数量最多,提案自上而下。

分析所有这些策略游戏的秘密在于,我们应该从结尾开始,然后往回走。在游戏的最后,你可以很容易地知道哪个决定是有利的,哪个决定是不利的。一旦确定了这一点,就可以将其应用于倒数第二个决策,以此类推。如果从游戏开始就开始,我们走不远。原因是所有的战略决策都是为了确定:“如果我这样做,下一个人会怎么做?”

所以在你下面的海盗做的决定对你来说很重要,但是在你之前的海盗做的决定并不重要,因为反正你对他们也无能为力。

考虑到这一点,我们就可以知道我们的起点应该是在游戏只剩下两个海贼的时候,分别是1和2。此时最强大的海盗是2号,他的最佳分配方案一目了然:100枚金币全部归他所有,1号海盗什么也得不到。由于他本人肯定投了该计划的票,占总数的50%,因此该计划获得通过。

现在加上三号海盗。1号海盗知道,如果3号的计划被否决,最后只有两个海盗,1号肯定什么也得不到——另外,3号也知道,1号明白这种情况。所以,只要3号的分配方案给1号一点甜头,让他不会空手而归,那么不管3号提出什么分配方案,1号都会投赞成票。所以3号需要给尽可能少的黄金来贿赂1号海盗,于是就有了下面的分配方案:3号海盗获得99黄金,2号海盗一无所获,1号海盗获得1黄金。

海盗4的策略也类似。他需要有50%的支持票,所以他需要像3号一样再找一个党员,他能给战友的最低贿赂是1黄金,他可以用这个黄金买通2号海贼。因为如果4号被拒,3号通过,2号就身无分文了。所以4号的分配方案应该是:99枚金币属于自己,3号一无所获,2号获得1枚金币,1号一无所获。

《海盗5》的策略略有不同。他需要收买另外两个海盗,所以他必须用至少两枚金币贿赂才能让他的计划被采纳。他的分配方案应该是:自己98金,3号1金,1号1金。

这个分析过程可以按照上面的思路继续。每个分配方案都是独一无二的,可以让提出方案的海盗获得尽可能多的黄金,同时保证方案一定能通过。按照这种模式,海盗10提出的方案将是96枚金币归他所有,其他偶数的海盗每人获得1枚金币,奇数的海盗一无所获。这就解决了10海贼的分配问题。

Omohundro的贡献在于,他把问题扩大到500个海盗,即500个海盗瓜分100枚金币。显然,类似的定律仍然成立——至少在一定范围内。事实上,上述法律一直到第200个海盗时才成立。200号海盗的计划将是,所有从1到199的奇数海盗将一无所获,而所有从2到198的偶数海盗将各获得1金币,剩下的1金币归200号海盗本人所有。

乍一看,这种论证方法在200以后就不再适用了,因为201拿不出更多的黄金来收买其他海盗。但即使拿不到黄金,201号至少希望自己不会被扔到海里,所以可以这样分配:把1黄金分给1号到199号所有奇数的海盗,自己一点黄金都不要。

202号海盗也别无选择,只能放弃一枚金币——他必须用全部100枚金币买通100号海盗,而这100号海盗也必须是按照201号计划将一无所获的人。既然有101这样的盗版者,那么202号方案就不再唯一——有10 1个行贿方案。

海盗203必须获得102票赞成,但他显然没有足够的黄金收买101同伙。所以,无论提出什么分配方案,他都注定要被扔进海里喂鱼。不过,虽然203号注定是死路一条,但不代表他在游戏过程中没有任何作用。相反,204号现在知道,203号为了保命,必须避免自己提出分配方案的这种情况,所以无论204号海盗提出什么方案,203号都一定会投赞成票。就这样,204号海盗幸运地找到了一条命:他可以得到自己的1票,203号的1票,另外还有100的付费海盗赞票,刚好是他保命所需的50%。得到黄金的海贼,一定属于101的海贼,按照202计划肯定什么也得不到。

海盗205的命运如何?他没那么幸运。他不能指望203号和204号支持他的计划,因为如果他们投票反对205号,他们可以幸灾乐祸地说205号被扔进海里喂鱼,但他们自己的命还能保住。这样,无论海盗205提出什么方案,他们都会死。206号海盗也是如此——他当然可以得到205号的支持,但不足以保命。同样,海盗207需要104票赞成——加上他买的100票和他自己的1票,还需要3票赞成才能免死。他可以得到205号和206号的支持,但是无论如何他都拿不到票,所以207号海贼的命运也是大海里的喂鱼。

208的运气又变了。他需要104的赞成票,205,206,207会支持他。加上自己的一票和买的100票,他可以活下来。得到他贿赂的人,按照方案204(候选人包括2到200中所有偶数的海贼,以及201.203和204)肯定属于一无所获的人。

现在我们可以看到一条从现在开始生效的新法律:那些方案能过关的海贼(他们的分配方案都是用来买100的同伙他们一个也拿不到)之间的距离越来越远,而他们中间的海贼无论提出什么方案都会被扔进海里——所以为了保命,他们一定会投票给比他们优秀的海贼提出的任何分配方案。能避免葬身鱼腹的海贼有201,202,204,208,216,232,264,328,456,也就是人数等于200的幂加2的海贼。

现在我们来看看哪些海贼有幸得到贿赂。行贿的方式不止这些。一种方法是让201号海盗向1号到199号的所有奇数海盗行贿,让202号向2号到200号的偶数海盗行贿,然后让204号贿赂奇数海盗,208号贿赂偶数海盗,以此类推,即依次贿赂奇数和偶数海盗。

结论是当500个海盗使用最优策略瓜分黄金时,前44个海盗会死,而第456个海盗会把1黄金分给1到199之间所有奇数的海盗,问题就解决了。由于这些海盗实行的民主制度,他们的事务变得最为严峻。大多数海盗都是去海里喂鱼的,但有时候也会觉得自己很幸运——虽然抢不到抢来的黄金,但总能避免死亡。只有最懦弱的200个海盗才有可能分得一杯羹,而真正能分到一块金子的只有一半。懦夫继承财富,这是事实。