網站更新隱私權聲明
本網站使用 cookie 及其他相關技術分析以確保使用者獲得最佳體驗,通過我們的網站,您確認並同意本網站的隱私權政策更新,了解最新隱私權政策

0

5
0

文字

分享

0
5
0

婚姻中的賽局理論!從兩首古詩理解「穩定婚姻問題」

tml_96
・2021/09/23 ・3781字 ・閱讀時間約 7 分鐘

賽局理論演算的「穩定婚姻」

賽局理論中有所謂「穩定婚姻問題」。在所有婚姻狀態均「穩定」的已婚社群,每對夫妻各自都無法找到比現在更好的另一半。換句話說,所謂「穩定」的已婚社群,就是丈夫想出軌,他想出軌的對象也不認為他會比現在的另一半來得好,因此不可能會跟這位丈夫在一起,反之妻子亦然。 因此,婚姻中的男女即使見異思遷,實際上也改變不了自己的婚姻狀態。

穩定婚姻意涵社群中,曠夫怨婦不可能藉著與原來配偶離婚,再互相結婚來改進他們的婚姻狀況。這也是賽局理論所說的「伯瑞多最佳」狀態。但這並不代表每個婚姻中人都是如魚得水,他們可能只是找不到更好而有意願的對象而已。

賽局理論中的穩定婚姻,並不表示夫妻兩人過得好。圖/Pixabay

「穩定婚姻問題」尋求一個把男女配對而形成穩定婚姻社群的演算法。這方法早在 1962 年即由 2012 年諾貝爾經濟學獎得主 Lloyd ShapleyDavid Gale 解出。其方法稱做 Gale-Shapley 演算法。Gale-Shapley 演算法的應用遠超過婚姻配對問題,例如美國醫學協會把住院醫師與實習醫院配對便用了這個演算法。

這個演算法要求社群中每個人都要列出他或她對所有異性的喜好順序。例如在三男三女的社群中,假設各人的偏好順序如下表:

三男三女各自心目中的喜好順序。

三男三女共可有六組不同的婚姻配對,其中有三組是穩定婚姻。

第一組:(A 女,乙男)、(B 女,丙男)、(C 女,甲男)。社群中每位女士均嫁了她們最心儀的男士,但每位男士均娶了他們最看不上眼的女士。很顯然地,雖然男士們都蠢蠢欲動,其奈女士們不動如山何?這組婚姻符合穩定的定義。

所有的女士都找到了自己最好的對象,就算男士對自己的對象再有怨言,也無法找到願意出軌的女士。

第二組:(A 女,甲男)、(B 女,乙男)、(C 女,丙男)。與第一組恰恰相反,這裡每位男士均娶了他們最心儀的女士,但每位女士均嫁了她們最看不上眼的男士。依同理,這組婚姻也是穩定的。

所有的男士都找到了自己最好的對象,就算女士對自己的對象再有怨言,也無法找到願意出軌的男士。

第三組:(A 女,丙男)、(B 女,甲男)、(C 女,乙男)。這裡不分男女均已獲得了次愛對象的垂青。如果有人還不知足,想更上一層樓,很抱歉:他(她)們心目中最愛的對象卻看他(她)們最不上眼呢,還是乖乖守護家庭吧。穩定婚姻!

三男三女皆找了自己還能接受的對象在一起,但所有人也無法找到比目前對象更好的伴侶。

從這個例子可以看出:穩定婚姻的演算法並不保證唯一解,而且也不保證人人都美滿幸福。

穩定婚姻的演算法是基於無法找到更好的人,並不保證所有人幸福美滿。圖/Pixabay

那麼,對婚姻充滿浪漫期待的青年男女們如何才能在穩定的前提上爭取到如意的對象呢?賽局分析顯示,採取主動的一方,比較容易得到排序較高的對象。例如若女性採取主動,則結果較可能是第一組。若男性採取主動,則結果較可能是第二組。被動的一方很可能在形勢比人強的情形下止於末選。

網路上有好幾個網頁以 Python 程式語言執行了 Gale-Shapley 演算法。有興趣的讀者可以參考文末書目。

中國古詩中的穩定婚姻問題

這裡以兩首中國古詩為例說明什麼是「穩定婚姻」、什麼不是「穩定婚姻」。

從漢朝樂府詩 《陌上桑》來看穩定婚姻問題

漢朝樂府詩《陌上桑》全詩如下:

日出東南隅,照我秦氏樓。秦氏有好女,自名為羅敷。羅敷喜蠶桑,採桑城南隅。青絲為籠繫,桂枝為籠鉤。頭上倭墮髻,耳中明月珠。緗綺為下裙,紫綺為上襦。行者見羅敷,下擔捋髭鬚。少年見羅敷,脫帽著帩頭。耕者忘其犁,鋤者忘其鋤。來歸相怨怒,但坐觀羅敷。

使君從南來,五馬立踟躕。使君遣吏往,問是誰家姝。「秦氏有好女,自名為羅敷。」「羅敷年幾何?」「二十尚不足,十五頗有餘。」使君謝羅敷:「甯可共載不?」

羅敷前致辭:「使君一何愚!使君自有婦,羅敷自有夫。東方千餘騎,夫婿居上頭。何用識夫婿?白馬從驪駒。青絲繫馬尾,黃金絡馬頭;腰中轆轤劍,可直千萬餘。十五府小吏,二十朝大夫,三十侍中郎,四十專城居。為人潔白皙,鬑鬑頗有鬚。盈盈公府步,冉冉府中趨。坐中數千人,皆言夫婿殊。」

這詩中的「使君」與「羅敷」都已婚。「使君」喜歡「羅敷」甚於喜歡自己太太,但是「羅敷」喜歡自己的先生甚於「使君」。何以見得?「使君一何愚」等於現代人罵無聊男子是「癡漢」。而「皆言夫婿殊」更掩不住嫁了如意郎君的沾沾自喜。

另外,詩中雖未點明,但「羅敷」的夫婿四十幾歲了能娶到十幾歲而又真心愛慕他的美女,即使「使君」的太太羨慕「羅敷」先生高富帥,怨嘆「使君」隨地拈花惹草,「羅敷」的先生應該不至於會喜歡她甚於喜歡自己太太。果然如此,這兩對夫妻所組成的社群,其婚姻狀態便算「穩定」。所以「穩定婚姻」不代表婚姻中人不見異思遷,而是即使想劈腿自己更喜歡的人也找不到願意的對象而無法做到。

依照上面的假設,各人的偏好順序如下:

《陌上桑》 中二男二女的喜好順序。

我們可以看到(羅敷,羅敷夫)、(使君婦,使君)的配對是穩定的。雖然使君婦跟使君都是跟他們的最末順位結婚,可是那即使不滿意也已經無法改善了,被罵「癡漢」也只能黯然。

黃色為使君夫婦的配對,藍色為羅敷夫婦的配對,可以看到羅敷夫婦正好是對方心目中的第一順位。縱使使君認為羅敷才是他的真愛,但羅敷對他的另一半非常滿意,因此兩人不可能在一起。

從《節婦吟·寄東平李司空師道》來看穩定婚姻問題

同樣描寫婚姻狀態的唐代張籍的《節婦吟·寄東平李司空師道》,道出了不太一樣的情境。

君知妾有夫,贈妾雙明珠。
感君纏綿意,繫在紅羅襦。
妾家高樓連苑起,良人執戟明光裡。
知君用心如日月,事夫誓擬同生死。
還君明珠雙淚垂,恨不相逢未嫁時。

這首詩中的「妾」受到「君」的撩撥其實已經動了心。她起初還把「君」贈她的兩顆明珠繫在她貼身的紅色蕾絲小可愛上。後來雖然還給了他,並不是因為喜歡「良人」甚於喜歡「君」。

何以見得?詩中所引用的理由是「妾家高樓連苑起,良人執戟明光裡」。這兩句我怎麼看怎麼不對勁。也許傳統的解釋是說夫家有錢還位居高官。但高樓深宅事實上並沒有防得了「妾」與「君」私通款曲,當然更栓不住她愛慕的心。

至於「良人執戟明光裡」,其實也不過是在皇宮充當侍衛,並不是什麼大不了的官,遠比不上「陌上桑」裡羅敷的夫婿。說不定「良人」不值班的夜晚便拿著他那枝戟月光下在自家門外巡防太太私奔呢!無論如何,這詩裡的「妾」只是個受傳統規範羈束的「節婦」加「怨婦」。「事夫誓擬同生死」不過是「從一而終」的概念。

最後一句「恨不相逢未嫁時」更毫不掩飾地表明了「怨婦」的心情:如果不是喜歡「君」甚於喜歡「良人」,直接罵他「痴漢」就是了,何至於「還君明珠雙淚垂」?又何需心中有恨?這樣的婚姻只能以外力來維持穩定,算不得賽局理論的「穩定婚姻」。

在這個配對中,假設各人的偏好順序如下(註:原詩未提「君」是否已婚。這裡的分析假設他已娶妻,但「君婦」的偏愛順序並不重要。):

(妾,妾夫)、(君婦,君)的配對是不穩定的,因為「妾」跟「君」如果做得到可以離開原配、互結連理而改進他們的婚姻幸福。只是不幸活在不能隨意離婚的時代,也只能「恨不相逢未嫁時」了!

黃色為君與君婦的配對,藍色為妾與妾夫的配對,可以看到妾與君兩人都選了第二順位作為伴侶,並認為彼此都是最佳伴侶(紅色標示),因此極有可能出軌。在這個情況下,最穩定的結果是(妾,君)、(君婦,妾夫)的組合。

參考書目

  1. D. Gale and L. S. Shapley. “College Admissions and the Stability of Marriage.” The American Mathematical Monthly, Vol. 69, No. 1 (Jan., 1962), pp. 9-15.
  2. Alexander Osipenko, “Gale–Shapley Algorithm Simply Explained.”
  3. 漢娜弗萊著,洪慧芳譯。《數學的戀愛應用題》第三章〈提高安打率的秘密〉。天下雜誌出版。

文章難易度
tml_96
32 篇文章 ・ 220 位粉絲
台大電機系畢業,美國明尼蘇達大學政治學博士, 現任教於美國德州大學奧斯汀校區政府系。 林教授每年均參與中央研究院政治學研究所及政大選研中心 「政治學計量方法研習營」(Institute for Political Methodology)的教學工作, 並每兩年5-6月在台大政治系開授「理性行為分析專論」密集課程。 林教授的中文部落格多為文學、藝術、政治、社會、及文化評論。


0

12
5

文字

分享

0
12
5

揭開人體的基因密碼!——「基因定序」是實現精準醫療的關鍵工具

科技魅癮_96
・2021/11/16 ・1998字 ・閱讀時間約 4 分鐘

為什麼有些人吃不胖,有些人沒抽菸卻得肺癌,有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢?這一切都跟我們的基因有關!無論是想探究生命的起源、物種間的差異,乃至於罹患疾病、用藥的風險,都必須從了解基因密碼著手,而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。圖/科技魅癮提供

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上,DNA 解碼從 1953 年的華生(James Watson)與克里克(Francis Crick)兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構,闡述 DNA 是以 4 個鹼基(A、T、C、G)的配對方式來傳遞遺傳訊息,並逐步發展出許多新的研究工具;1990 年,美國政府推動人類基因體計畫,接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入,到了 2003 年,人體基因體密碼全數解碼完成,不僅是人類探索生命的重大里程碑,也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成,卻因為基因定序技術的突飛猛進,使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展,早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位,但無法排序;直到 1977 年,科學家桑格(Frederick Sanger)發明了第一代的基因定序技術,以生物化學的方式,讓 DNA 形成不同長度的片段,以判讀測量物的基因序列,成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求,出現了次世代定序技術(NGS),將 DNA 打成碎片,並擴增碎片到可偵測的濃度,再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速,且成本更低,讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對,解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤,也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面,儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因,但對於改善個體健康仍有積極的意義,例如:若透過基因檢測,得知將來罹患糖尿病機率比別人高,就可以透過健康諮詢,改變飲食習慣、生活型態等,降低發病機率。又如癌症基因檢測,可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測:前者可偵測是否有單一基因的變異,導致罹癌風險增加;後者則針對是否有藥物易感性的基因變異,做為臨床用藥的參考,也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者,基因檢測後續的生物資訊分析,包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等,對臨床醫療工作都有極大的助益。

基因定序有助於精準醫療的實現。圖/科技魅癮提供

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同,而不同族群之間更存在著基因差異,使得歐美國家基因庫的資料,幾乎不能直接應用於亞洲人身上,這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」(Taiwan biobank),希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起,中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」(TPMI),希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫,促進臺灣民眾常見疾病的研究,並開發專屬華人的基因型鑑定晶片,促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人,這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者,超過 99% 是來自中國不同省分的漢族移民人口,其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫,其中,漢族的全部遺傳變異中,有 21.2% 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因;3.1% 的人有癌症易感基因,比一般人罹癌風險更高;87.3% 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性,例如:若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型,醫生在開藥時就能使用替代藥物,避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰:個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門,但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上,存在著道德倫理的考量,例如:研究用途的資料是否能放在病歷中?個人資料是否受到法規保護?而且技術上各醫院之間的資料如何串流?這些都需要資通訊科技(ICT)產業的協助,而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言,建議患者做基因檢測是因為出現症狀,希望找到原因,但是如何解釋以及病歷上如何註解,則是另一項重要議題。

從人性觀點來看,在技術更迭演進的同時,對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生?回到了解病因的初衷,在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時,家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等,都是值得深思的議題,也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好,因此,基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統,以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡,將是下一個基因時代的挑戰。

更多內容,請見「科技魅癮」:https://charmingscitech.pse.is/3q66cw

文章難易度
科技魅癮_96
15 篇文章 ・ 12 位粉絲
《科技魅癮》的前身為1973年初登場的《科學發展》月刊,每期都精選1個國際關注的科技議題,邀請1位國內資深學者擔任客座編輯,並訪談多位來自相關領域的科研菁英,探討該領域在臺灣及全球的研發現況及未來發展,盼可藉此增進國內研發能量。 擋不住的魅力,戒不了的讀癮,盡在《科技魅癮》