正是劳埃德·沙普利的名言之一「美麗心靈 (A beautiful mind)」成為名著的的書名,其後更拍成同名電影,講述數學家小約翰·納什(John Forbes Nash Jr.)的故事,但這句名言也可以是他自己人生故事的標題。他不僅是博弈理论的共同創立人之一,他更跨越了自己的思維邊界,測試了時間的邊界,跨越了數學的障礙。沙普利為後來的經濟學家鋪好道路,協助他們預測數十億「參與者」的「遊戲」結果,他的貢獻令後世得以分析經濟和選舉制度中的權力動態。他的主要貢獻之一《婚姻問題》為後來的博弈理论學者奠定基礎,將穩定配對方式應用於學校、醫療甚至器官移植。沙普利通常被譽為博弈理论巨人,而他也確實對博弈遊戲情有獨鍾。

劳埃德·沙普利

劳埃德·沙普利

2012 年瑞典中央銀行紀念阿爾弗雷德·諾貝爾經濟學獎(共同獲得)

摘要

出生:1923 年出生於美國麻省劍橋市

离世:2016 年逝世於美國亞利桑那州圖森市

研究领域:博弈理论

获奖研究:稳定配置理论与市场设计的实践

其他游戏:與納什 (John Nash)、豪斯納 (Mel Hausner) 和舒比克 (Martin Shubik) 發明了桌上遊戲《So Long Sucker》(1950年)

编码技能:為了让家人知道他在军队服役期间的去向,他给他们写了一封提到查理叔叔的信,信里每行第一个字母打直拼出:颁-贬-滨-狈-础

最爱的游戏:《碍谤颈别驳蝉辫颈别濒》,一种类似国际象棋的桌上游戏,游玩时看不到对手的棋子

最爱的棒球队:波士顿红袜队和洛杉磯道奇队

博弈理论之父是一個難懂的人

沙普利喜歡的策略遊戲和智力測驗題仍然整齊地疊在一張小茶几上。沙普利在兒子彼得及妻子的照顧下,在亞利桑那州圖森市安享晚年。彼得告訴我們,這些謎題是重要的回憶,不僅是沙普利本人的回憶,也是彼得與父親一起渡過的童年回憶。彼得憶述:「扭計骰推出時,他會盯著它看很久,然後扭幾下,再盯著它,又再扭幾下,扭完就說『我用 20 下就解開了,還以為需要扭 200 下,但我可以完成的更快。』」作為數學家,他會尋找最佳解決方法,但不一定是最快的。他很擅長這點。」

1950 年,沙普利與包括納什在內的幾個朋友一起發明了一款名為《So Long Sucker》的策略游戏,展示出他的数学能力和对谜题的热情。

博弈理论對在軍隊中生存有幫助嗎?

在军队服役期间,他能够找出自己的位置并向家人寄出加密讯息。由於他在哈佛就读期间被徵召入伍,他的上级很精明,将他的专业知识用於支援,而非战场。彼得告诉我们,他的父亲过去常常「破解密码并分析这类事情」。

彼得拿着沙普利军服的照片

用演算法找出你的真爱

彼得向我們坦言,他對父親的博弈理论貢獻只有模糊的概念。可能是因為沙普利不是一個很好的老師,而他亦自知這點。彼得回憶道:「他說話的水平遠超出高中生甚至是大多數大學本科生的水平。」他對父親理論的了解是,穩定婚姻問題與婚姻無關。這只是對人或團體進行配對的比喻。但是,如果沙普利无法向非经济学家解释自己的理论,那谁能呢?

《婚姻問題》:博弈理论對找到真愛有用嗎?

我们在史丹福大学的办公室与沙普利的共同得奖者(阿尔文·罗思?Alvin Roth)见面。他向《婚姻问题》致敬,因為那是他自己获得诺贝尔经济学奖的研究基础。罗斯解释说,沙普利的演算法让他能够找到稳定的配对,不是针对男性和女性,而是学童和学校,以及医生和驻院实习计划。罗斯说道,「男人」和「女人」是说明演算法运作的最简单途径,然后便开始為我们详细说明一个例子。

我们怎样才能得到好的配对结果?

他开始说:「假设每个男人都会向首选结婚对象的女人求婚,而每个收到多个求婚的女人都会拒绝除了她最喜欢那个对象之外的其他求婚者。根据这演算法,她没有即时接受那个求婚,只是不拒绝他,她延迟决定。这演算法被称為延迟接受演算法。」

根據沙普利與經濟學家大衛·蓋爾(David Gale)發明的演算法,如果沒有更多求婚,每個男人都會與他求婚而未被拒絕的女人結婚(如果有的話)。求婚被拒絕的男人會單身,同樣沒有被求婚的女人也會單身。羅思說:「蓋爾和沙普利證明的是,無論參加者的偏好是甚麼,延遲接受演算法都會產生穩定的配對結果。」

沙普利与盖尔之间的信件界定定义演算法

有没有可能预测博弈结果?

沙普利亦與他的數學家、和博弈理论家朋友罗伯特·奥曼 (Robert Aumann) 密切合作。彼得還記得他的父親和奧曼總會「為一個簡單的逗號爭吵幾個小時」。

奧曼說沙普利本應該比其他博弈理论家更早獲得諾貝爾經濟學獎,因為他的研究是其他博弈理论家立足的根基。他們兩位一起界定了奧曼—沙普利值(Aumann-Shapley value)。它建基於沙普利最著名的作品 —— 沙普利值,沙普利值是一種在遊戲開始前評估遊戲情況的方法。例如,它可以幫助你決定想玩遊戲還是去吃午飯。

沙普利喜欢专注理论,经常留待别人去将理论实践於现实世界。彼得承认,他喜欢解决问题后就放手,然后寻找新的问题。

关於选举,沙普利的研究教晓我们甚麼?

在所謂的沙普利-舒比克指數(Shapley-Shubik index)中,沙普利值成為了分析各種選舉情況的默認指南。彼得解釋道:「他提出了一個概念,並用數學證明了中等規模州份的選民在總統選舉中擁有更大權力。」

我们可以如何分析权力关係?

奧曼說:「五個國家有否決權:美國、英國、俄羅斯、中國和法國。」他指的是聯合國安全理事會。「還有 10 個國家沒有否決權。因此,你可以整理出權力關係。沙普利值的 98% 屬於那五大國家。有人會說否決權不是那麼重要。不,它非常重要。」

沙普利儿子彼得说,会见美国前总统奥巴马是「他人生中最自豪的日子之一」。「自他在经济大萧条时期成长以来,父亲一直都是民主党人。」

根据沙普利舒比克指数,由一个大党派和许多小党派组成的议会民主制也可以看出权力分配情况。奥曼解释:「大党派可能拥有叁分之一的选票,小党派平分另外叁分之二。这情况下,大党派拥有叁分之一的选票,但拥有一半的权力。团结就是力量。」

然后他反过来说,两个大党派各有叁分之一的选票,许多小党派分佔剩下的叁分之一。「在那种情况下,团结缺乏力量。因為那样的话,小党派的力量更大。每个只有叁分之一选票的大党派拥有四分之一的权力,而一半的权力则分散在小党派手中。」

遊戲大師:紀念劳埃德·沙普利

沙普利在經濟大蕭條時期成長,一生都是積極的民主黨人。彼得自豪地展示他、父親沙普利與他喜愛的美國前總統奧巴馬的合照。「我記得幾年前,我和他在高速公路上開車,他看到一個標誌,上面寫『這個項目由《美國復甦法》資助』。他說:『很好,這就是我成為民主黨人的原因。』因為那就是他們在 1932 年致力的事情。」

走过两父子经常一起散步的图森萨比诺峡谷时,彼得回忆起他父亲生命的最后几天。获得诺贝尔经济学奖是他父亲一生的重要事件。彼得说:「但我认為他从来不希望获得诺贝尔经济学奖成為他人生最后一件重要的事件。」

為何各国必须找到更好的经济增长方式?

聽聽米高·斯彭斯(Michael Spence)的想法,了解各國如何實現可持續發展,同時產生長期積極影響。

更多诺贝尔经济学奖得主的故事