如何平分蛋糕?
然而,仔细研究一下,这种方法并不完全公平。对于分蛋糕的人来说,两个蛋糕的价值是相等的,但是对于选蛋糕的人来说,两个蛋糕的价值可能是很不一样的。所以选择蛋糕的人,往往能获得1/2以上的价值。一个简单的例子是,蛋糕表面一半是草莓,一半是巧克力。分蛋糕的人只对蛋糕体积感兴趣,所以把草莓部分分成一块,巧克力部分分成一块;但他不知道选择蛋糕的人更喜欢巧克力。所以选蛋糕的人可以得到蛋糕总价值的一半以上,而分蛋糕的人只能得到正好一半的价值。其实更公平的是,前一个人得到所有的草莓部分和一小部分巧克力,后一个人得到剩下的巧克力部分。这样可以保证两个人都能得到一半多一点的价值。
但是,为了实现上面提到的理想的划分,双方需要充分公开自己的信息,并且能够充分信任对方。然而,在现实生活中,这是很难做到的。考虑到蛋糕双方作弊的可能性,要做到绝对公平几乎是不可能的。所以只能退而求其次,给出一个普遍接受的“公平”定义。在公平分配的问题上,有一个公平的基本原则叫做“比例分配”。意思是如果有n个人分享蛋糕,每个人都认为自己至少得到了整个蛋糕的1/n值。从这个角度来说,“你
“让我选”的方案是公平的——在信息不对称的情况下,得到总价值的一半,已经是很满意的结果了。
如果分享蛋糕的人多了,也可以实现均衡分割,而且实现的方式不止一种。其中一个简单的方法是,每个得到蛋糕的人将蛋糕分成更小的等份,让下一个没有得到蛋糕的人选择。具体来说,让他们两个用“你分我选”的方法把蛋糕分成两块;然后,每个人把手中的蛋糕分成三份,让第三个人从每只手里挑出一份;然后,大家把手中的蛋糕分成四份,让第四个人从三个人中各选一份;一直这样下去,直到最后一个人自己选蛋糕。只要每个人都能平分蛋糕,无论挑哪一块,他都不会吃亏;而第n个人在每个人手里至少拿到了1/n块,加起来自然不会少于蛋糕总价值的1/n。虽然这种方式可能会把蛋糕分成一点一点,但可以保证每个人手里的蛋糕不低于自己认为的蛋糕总价值的1/n。
还有一种完全不同的分割方案叫做“最后归约算法”,同样可以实现均衡分割。我们还是用字母n来代表总人数。首先,第一个人从蛋糕上切下他认为是1/n的东西,然后把这一小块递给第二个人。第二个人可以选择直接把蛋糕送给第三个人,也可以选择从上面切下一小块(如果蛋糕在他看来大于1/n)给第三个人。以此类推,每个人都有机会“修整”蛋糕,然后交给下一个人。规定最后一个改变蛋糕大小的人得到蛋糕,剩下的n-1人从头开始重复前面的过程,分剩下的蛋糕。每完成一个过程,就会有一个人得到一个令他满意的蛋糕,下次重复这个过程的人数就会减少一个人。连续不断地
这样做,直到每个人都得到一块蛋糕。
第一轮流程结束后,拿到蛋糕的人可以保证手中的蛋糕是整个蛋糕价值的1/n。对于每一个没有拿到蛋糕的人来说,因为他传过去之后,后面的人只能减少蛋糕而不能添加,所以在他看来,蛋糕被拿走的那部分一定小于1/n,剩下的蛋糕对他来说还是足够的。在接下来的过程中,类似的道理也成立。更何况,在这个游戏规则下,每个人都会有意识地把手中的蛋糕修剪到1/n,作弊不会给他带来任何好处。分蛋糕的人从来不敢把蛋糕切小,否则得到蛋糕的可能是他;而如果他把一块大于1/N的蛋糕给了别人,在他眼里,剩下的蛋糕都不够,他最后的份额很可能远远小于1/n。
这样就完美的解决了均衡分割的问题。然而,正如我们之前所说,平衡条件只是一个最低要求。在生活中,人们对“公平”这个概念还有许多更难的形式理解。如果对公平性的要求稍加修改,上述方案的缺陷就会暴露出来。我们来看这种情况:如果n个人分蛋糕,每个人都认为自己拿到了至少1/n块蛋糕,但其中两个人还是打起来了,可能是什么原因?因为不同的人对蛋糕每一部分的价值判断标准不同,所以完全有可能虽然他至少分到1/n份,但在他看来,有人手里的蛋糕比他多。看来我们通常所说的公平至少有一个意思——大家都觉得别人的蛋糕不如我的好。在公平分割理论中,我们把满足这个条件的蛋糕分割方案称为无嫉妒分割。
无嫉妒分割是比平衡分割更强的要求。如果大家的蛋糕没有我多,那么我的蛋糕至少有1/n,也就是说满足无嫉妒条件的分割一定满足均衡条件。另一方面,满足均衡条件的分割也不一定是无嫉妒的。举个例子,A、B、C分享蛋糕,但是A只关心蛋糕的大小,B只关心蛋糕上草莓的数量,C只关心蛋糕上巧克力条的数量。最后的结果是A,B,C的蛋糕大小相等,但是A的蛋糕上什么都没有。B的蛋糕上有一颗草莓和两颗巧克力,C的蛋糕上有两颗草莓和一颗巧克力。所以,从自己的角度来说,大家得到的整个蛋糕的价值刚好是1/3,但这种划分显然是不科学的——B和C会互相嫉妒。
我们之前介绍的两种平衡分割方案都不满足无嫉妒。以第一个方案为例。如果有三个人分享蛋糕,按照规则,第一个人要分给第二个人,然后每个人把自己的蛋糕切成三等份,让第三个人从每个人身上选一份。这种划分方式可以保证每个人至少能得到1/3的蛋糕,但可能会发生第三个人从第二个人中选择的部分,恰恰是第一个人非常想要的。这样第一个人会觉得第三个人手里的蛋糕更好,这种划分不和谐。