悖论

投票悖论——明明是多数决,民意却无法体现

投票悖论——明明是多数决,民意却无法体现

大家好,我是 Senko。 本文将解读“投票悖论(孔多塞悖论)”

多数决是最公平的决策方式——这么想的人应该不少。然而,当选项达到三个以上时,多数决有时并不能正确反映民意。而且这绝非罕见的例外,而是相当频繁地可能发生。

图解

悖论的内容

这是 18 世纪法国数学家孔多塞发现的问题。

假设有 3 位投票者和 3 位候选人 A、B、C。各投票者的偏好如下:

  • 投票者 1:A > B > C(最喜欢 A,其次 B,最后 C)
  • 投票者 2:B > C > A
  • 投票者 3:C > A > B

A 与 B 单挑:偏好 A 胜过 B 的有 2 人(投票者 1 和 3),A 赢。 B 与 C 单挑:偏好 B 胜过 C 的有 2 人(投票者 1 和 2),B 赢。 C 与 A 单挑:偏好 C 胜过 A 的有 2 人(投票者 2 和 3),C 赢。

A > B > C > A ……就这样循环起来,多数决选不出赢家。

问题的严重性

这个悖论表明:集体的偏好未必像个人偏好那样拥有合理的顺序

个人偏好满足“喜欢 A 胜过 B、喜欢 B 胜过 C,那么喜欢 A 胜过 C”(传递律)。但用多数决汇总出的集体偏好,这条传递律会崩坏。

这是多数决方法本身的缺陷:只要操纵投票顺序和对决组合,就能改变结果。如果主持人有权决定表决顺序,那么“先让哪两个候选对决”就能左右最终结果。这被称为“议程操纵(agenda manipulation)”

孔多塞本人是活跃于法国大革命时期的人物。基于这一发现,他提出了“孔多塞规则”——若存在能在所有一对一对决中获胜的候选人(孔多塞赢家)就选他。但如上所示,一旦发生循环,孔多塞赢家并不存在,这套规则本身并不完备。

阿罗不可能定理

把孔多塞悖论进一步一般化的,是肯尼斯·阿罗于 1951 年证明的不可能定理

阿罗证明:当选项达到三个以上时,同时满足以下全部条件的投票制度“除了独裁制之外不存在”

  • 若全员偏好 A 胜过 B,结果中 A 也排在 B 之上(全体一致条件)
  • A 与 B 的排序不受对其他候选偏好的影响(无关选项的独立性)
  • 结果不由某一个人的偏好单独决定(非独裁制)

也就是说,完全公平的投票制度在数学上不可能存在。阿罗凭这项成果获得了 1972 年诺贝尔经济学奖。

顺带一提,选项只有两个时不会出现这个问题。多数决只有在二选一时才是完全公平的制度。问题只在三个以上选项并存时出现。

对现实选举的影响

现实的选举中,结果因投票方式而改变的情况并不罕见。

在单一选区制下,选票分裂有时会让“最不受欢迎的候选人当选”:政见相近的候选人 A 和 B 互抢选票,属于少数派的候选人 C 反而胜出。

比例代表制、两轮决选制、排序投票制……各种选举制度被设计出来,但按照阿罗定理,任何制度都无法避免某种缺陷

2000 年美国总统大选是现实中的好例子。在佛罗里达州,小布什以 537 票之差击败戈尔,而第三候选人拉尔夫·纳德获得了约 97,000 票。纳德的支持者大多倾向戈尔,若没有纳德参选,戈尔获胜的可能性很高“无关的选项(纳德)”改变了 A 与 B 的胜负——正是阿罗定理警告过的局面。

议事的顺序一变,结论就变

孔多塞悖论对实务影响最大的一点,是定表决顺序的人就能定下结果

设有A、B、C三案,多数决的关系绕成了一个环。用淘汰赛的方式两两相比时,按什么顺序对阵,胜者就会变。

对阵顺序第一轮决赛最终的胜者
先比A与BA胜A对C则C胜C
先比B与CB胜B对A则A胜A
先比C与AC胜C对B则B胜B

也就是说,所有人的偏好一点没变,只靠议事顺序就能出三种结论

把想灭掉的方案早早拉去对战,把想通过的方案留到决赛。这被称作“议程操纵”,在实际的议会运作中也是被意识到的技术。

之所以强调议长要中立,正因为有这样一个结构在——这样想就顺了。

这种循环到底多常发生

关于现实的投票里这种循环发生到什么程度,是有研究的。

选项的数目与投票者的数目越多,产生循环的概率就越高。不过在实际的选举数据中被确认出循环的例子并不多。

  • 理论上的概率:3个方案、大量投票者,若偏好完全零散,约为9%
  • 选项一多:10个方案时会升到近五成
  • 现实的数据:被确认的例子有限

现实中之所以少,一个理由是选民的偏好多半带有“单峰性”。争点若排在左右这样一条轴上,循环就不会产生。

反过来说,争点越是跨越多条轴,循环就越容易发生。经济政策、社会政策与外交纠缠在一起的场面,正属于此类。

多数决并非万能,知道这一点没有坏处。尤其在选项有三个以上的会议里,值得放在心上。

规避循环的投票方式

为减少多数决的循环,人们设计过各种投票方式,各有长短。

方式机制特点
简单多数决只写第一名好懂,可票一分散少数派就会赢
决选投票前两名再投一次能确保过半,却丢掉第三名以下的信息
博尔达计分给名次配分再相加用上了整体信息,可加进无关候选结果就会动
孔多塞方式循环赛定胜者一旦出现循环就定不出胜者

任何方式都必定有弱点——这正是阿罗不可能定理所意味的东西。

同时满足几条看似理所当然的条件的投票方式并不存在。这一点已被证明,所以“再去找一个更好的方式就是了”这条路在原理上是封死的。

博尔达计分的弱点尤其容易有实感:只要加进一个毫无胜算的候选,前两名的名次就可能对调。

即便如此仍要投票的理由

这样排下来,多数决看着很不牢靠,可实务上也只能继续用。

“没有完美的方式”与“哪种方式都一样坏”,是两回事。思路是按用途去挑一个弱点不易发作的。

  • 选项只有两个:简单多数决不出问题,也不会有循环
  • 三个以上但争点只有一条轴:循环不易发生
  • 选项多、争点也多:方式的选择会左右结果

在第三种场面里,在定下方式的阶段,结论其实就已经定了一部分

正因为如此,投票的方式必须在讨论开始之前定好。若在结果隐约可见之后才有人提议改方式,那就是可以怀疑议程操纵的场面。

多数决常被认为是公平的定夺办法;而我在选项达到三个以上的那一刻起,就会把“怎么定”本身当作对结论有影响的因素来看。

集体决策的相关悖论

以下是与投票悖论同样涉及“集体无法做出合理决定”的相关悖论。

结语

本文解读了“投票悖论”

多数决未必总能给出正确结果——这个事实给了我们一个深入思考民主制度机制的契机。正因为完美的投票制度不存在,理解其局限并善加运用,或许才是最要紧的。

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