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【Gene思書齋】改變帶賽局勢的賽局意識

Gene Ng_96
・2015/12/17 ・3884字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 567 ・九年級

賽局理論(Game theory),又譯為對策論,或者博弈論,應用數學的一個分支,是研究具有鬥爭或競爭性質現象的數學理論和方法,在生物學、經濟學、國際關係、資訊科學、政治學、軍事戰略和其他很多學科都有廣泛的應用。

自從諾貝爾經濟學獎得主約翰‧納許(John F. Nash Jr.,1928-2015)開創賽局理論的分析方法之後,賽局理論被各個學術領域研究、運用。納許的一生非常傳奇,他申請博士班時,他的指導教授和前卡內基理工學院的老師 R. J. Duffin,給普林斯頓大學的推薦信中就只有一句話:「此人是個數學天才」。納許在微分幾何和偏微分方程的領域還有其他重要的數學成就。他在 1959 年之後,由於出現精神上的症狀,被診斷為思覺失調症(psychosis),對外界事物產生幻覺,有被害妄想、思想紊亂,時而過度興奮,又時而過度低落。他的研究生涯曾經中斷,在 1959 年及 1961 年兩度進入醫院療養。在 1970 年後,症狀逐漸好轉,因此再度回到學術研究工作。

1994 年,他和其他兩位賽局理論學家約翰‧夏仙義(Harsányi János Károly,1920-2000)以及萊因哈德‧澤爾騰(Reinhard Selten,1930-)共同獲得了諾貝爾經濟學獎。他的事蹟被寫成傳記《美麗境界》(A Beautiful Mind),並翻拍成同名電影,榮獲第 74 屆奧斯卡金像獎最佳影片、最佳導演、最佳改編劇本和最佳女配角,使得他的事蹟廣為人知。

除了賽局理論,納許還有不少重大學術成就,因在非線性偏微分方程以及在幾何分析上的應用所作出的原創性貢獻,納許和路易‧尼倫伯格(Louis Nirenberg,1925-)共同獲得了 2015 年阿貝爾獎(Abel Prize),那是每年頒發的數學國際獎項,被視為數學界最高榮譽之一。納許夫婦從挪威領了阿貝爾獎後,2015 年 5 月 23 日回到美國紐瓦克國際機場搭乘計程車回家,卻在紐澤西收費高速公路南行方向發生意外,計程車司機嘗試超車時失控撞上護欄。奈許夫婦都被拋出車外,世界上最著名的數字家不幸當場不治,令人感到驚訝和惋惜。

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source:wikipedia
source:wikimedia

想當年,納許在 1950 年獲得美國普林斯頓大學的博士學位時,他在那篇僅僅 28 頁的博士論文中提出了一個重要概念,也就是後來為世人熟知的「納許均衡」(Nash equilibrium),成為賽局理論中一項重要突破。經典的例子就是囚徒困境(Prisoner’s Dilemma),反映個人最佳選擇並非團體最佳選擇,例如谷阿莫影片中牛郎與織女的故事。囚徒困境是很重要的概念,在社會科學中的經濟學、政治學和社會學,以及自然科學的動物行動學、演化生物學等學科,都可以用囚徒困境分析,據說已有好幾千篇學術論文利用囚徒困境作分析。

囚徒困境不是個純學術問題而已,我們在日常生活中,都經常碰到優劣難判、進退兩難的囚徒困境,我稱之為「帶賽者」。杜克大學教授大衛‧麥克亞當斯(David McAdams)在《賽局意識:看清情勢,先一步發掘機會點的終極思考》中,更進一步把賽局佈局到與我們更切身相關的商戰、生活中。他在 MIT 開設的「運用賽局理論創造策略優勢」,據說是 MIT 史隆商學院最受歡迎的課。

《賽局意識》分二部分,第一部提出取得優勢策略的六大工具:一、 創造誘因,讓對手許下承諾;二、引入管制,改變參賽者的利益得失;三、合併或共謀,增加集體利益; 四、威脅報復,嚇阻對手行動;五、建立信任,贏得更多交易機會;六、培養關係,促成合作。

在討論六種工具的六章中,《賽局意識》各別提出許多案例,有些有趣的案例如下:我個人沒用過 Airbnb,不過上次在維也納訂到私人公寓覺得體驗超棒,加上有朋友用過也讚不絕口,以後有機會可能會用。全球飯店旅遊市場飽和,為什麼 Airbnb 可以異軍突起?《賽局意識》指出,Airbnb 在房客入住一天之後才付費,給予房客有機會確認屋主按承諾提供如實的住宿條件。《賽局意識》主張,只要能改變對手的策略或得失,就能讓對手許下承諾,做希望他們做的事。其他創造誘因讓對手許下承諾的案例,還有利用減肥債來抗拒誘惑。

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美國由於消費者團體的一再提告,讓菸草商形象很糟糕,現在的吸菸人口愈來愈少。不過,《賽局意識》提到一個很弔詭的現象,就是美國在要討論是否該實行香菸廣告禁令時,菸商還參了一腳遊說政府執行香菸廣告禁令。原來他們打的如意算盤是,要避開菸商間的囚犯困境,避開無謂的廣告戰,不但減少訴訟費用,還因此增加營收。所以香菸廣告禁令這樣的管制反而是著了菸草商的道!《賽局意識》主張,其實政府可以利用管制或撥款來創造市場誘因,促使企業投入改善窮人生活的商業活動。其他引入管制,改變帶賽者的利益得失的案例,有馴化足球賽減少暴力和優先審查換新藥開發。

鑽石原本就只是一塊石頭,為什麼 De Beers 有辦法把它打造成永恆愛情的象徵,成為高單價的保值商品?藉由合併與共謀策略,可以整合集體利益,脫離商業競爭的囚徒困境。《賽局意識》指出,De Beers 藉由收購新鑽,壟斷鑽石供給,創造鑽石保值的形象。弔詭的是,和絕大部分愈便宜愈多人買的消費品大不同,當 De Beers 無法壟斷市場後而鑽石跌價後,反而更不受消費者青睞。共謀未必一定是壞事,《賽局意識》舉的另一案例是慈善機構合作聯合勤募,贏回捐款人信心。

de-beers-diamond-jewelry
Source: De Beers

避免囚徒困境,《賽局意識》提出可威脅報復,嚇阻對手行動。冷戰時期面對蘇聯的核武威脅,美國威脅只要蘇聯有動作就會跟進,進而達到恐怖平衡,避開玉石俱焚的兩敗俱傷。《賽局意識》主張,在商場上面對死對頭公司的流血殺價威脅,也可以採取同樣的行動。汽車的折舊價,會影響新車的銷路。賓士、保時捷車廠藉由推出原廠保證,讓二手車價格變高,避開消費者懷疑車子品質而開出低價,車商只拿到低利潤的囚徒困境。這種認證方式,是讓交易雙方有了信任,可以做出可靠的承諾,就能夠開啟新的交易機會。大衛‧麥克亞當斯也利用信任讓他的孩子吃蔬菜。有些行業,回頭客是營業的保證,所以修車師傅、牙醫和餐廳希望顧客能再次光顧,會對熟客提供優惠服務,鞏固雙方的關係,避開只交易一次,雙方互不信任的囚徒困境。這招黑道也懂,所以被逮的黑手黨弟兄甚少出賣主子,讓無惡不作的黑手黨老大老神在在。

總結以上六個策略,帶賽者理論上可以應用《賽局意識》提供的策略反敗為勝。《賽局意識》還附了一個囚徒困境的「逃生路徑」整理,供帶賽者依面臨的局勢,例如能否改變得失、是否為「動態行動」、是否有「承諾行動」或是否為重複賽局,來選擇適當策略。到了《賽局意識》第二部,大衛‧麥克亞當斯提出六個實際的帶賽案例。

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如何幫助確保線上競爭,維持低價?比價網站本該提供消費者低價商品的資訊,為何零售商還可把商品維持高價?因為比價網站上看到的大部分產品價格都相同,因為零售商會在其他人打折的時候快速跟進打折,這使得每個零售商都避免率先降價,掉入一起殺價的囚徒困境,但消費者卻討不到便宜,這是好是壞?如何避免漁業管理發生災難性的管制失靈?急速冷凍技術發明後,漁獲可以運送到世界各地而不敗壞,導致漁產需求大增,每個漁民盡可能多捕魚,卻因為過度捕撈造成魚源崩跌,魚獲少了又只好再更努力捕魚才能維生,陷入囚徒困境,只有透過管制,才有機會解決這個帶賽的問題。

如何進行房地產銷售改革,為買賣雙方提供更好的服務?賣房子時,如何讓房仲幫你賣得更高的價錢?經濟學家發現,賣方的房仲為了快速成交賺取佣金,會說服屋主開出較低價格吸引買家。但如果賣自己的房子,卻會花更多時間賣出更高的價格。要讓房仲與屋主的利益一致以免帶賽,也許該修改銷售契約。急診室人滿為患是大問題,但美國有些求診的人卻只是想要解決藥癮的人,而醫院透過病人滿意度問卷來提高服務品質,卻因此讓醫師不願得罪病人,開出麻醉藥給藥癮者。《賽局意識》要改善使用評分的方法以降低法律責任風險。

如何增加 eBay 買家和賣家的信任?網路詐騙多到像垃圾一樣,eBay 怎麼克服賣家詐欺、買家勒索的問題?在拍賣網站上,買賣雙方的信譽會影響交易意願,所以兩方都有動機製造信譽優良的表象,但這很容易產生糾紛,要保護買家防止賣家詐欺、保護賣家防止買家勒索等帶賽問題,《賽局意識》提出拍賣網站可以有很多種做法,例如同步評價等等。如何逆轉抗生素抗藥性的恐怖全球趨勢?如果置之不理,可能使我們對肺結核之類的可怕疾病毫無防禦能力?濫用抗生素產生的細菌抗藥性問題,已經讓全球防疫出現警訊,這是公共衛生界的嚴峻賽局,《賽局意識》希望透過感染、傳播與治療三個賽局眼光,能夠戰勝細菌的帶賽!

《賽局意識》中,大衛‧麥克亞當斯不僅清楚說明賽局重要概念,還加上搭配以上實際案例,詳盡解析帶賽者可以逃脫種種囚徒困境的方法,鍛鍊跳脫帶賽現狀的思考方式,是本可讀者頗高的書!

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本文原刊登於閱讀‧最前線【GENE思書軒】,並同步刊登於The Sky of Gene

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Gene Ng_96
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來自馬來西亞,畢業於台灣國立清華大學生命科學系學士暨碩士班,以及美國加州大學戴維斯分校(University of California at Davis)遺傳學博士班,從事果蠅演化遺傳學研究。曾於台灣中央研究院生物多樣性研究中心擔任博士後研究員,現任教於國立清華大學分子與細胞生物學研究所,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育生物學研究。過去曾長期擔任中文科學新聞網站「科景」(Sciscape.org)總編輯,現任台大科教中心CASE特約寫手Readmoo部落格【GENE思書軒】關鍵評論網專欄作家;個人部落格:The Sky of Gene;臉書粉絲頁:GENE思書齋

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為什麼越累越難睡?當大腦想下班,「腸道」卻還在加班!
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/04/30 ・2519字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文與  益福生醫 合作,泛科學企劃執行

昨晚,你又在床上翻來覆去、無法入眠了嗎?這或許是現代社會最普遍的深夜共鳴。儘管換了昂貴的乳膠枕、拉上百分之百遮光的窗簾,甚至在腦海中數了幾百隻羊,大腦的那個「睡眠開關」卻彷彿生鏽般卡住。這種渴望休息卻睡不著的過程,讓失眠成了一場耗損身心的極限馬拉松 。

皮質醇:你體內那位「永不熄滅」的深夜警報器

要理解失眠,我們得先認識身體的一套精密防衛系統:下視丘-垂體-腎上腺軸(HPA axis) 。這套系統原本是演化給我們的禮物,讓我們在面對劍齒虎或突如其來的危險時,能迅速進入「戰鬥或快逃」的備戰狀態。當這套系統啟動,腎上腺就會分泌皮質醇 (壓力荷爾蒙),這種荷爾蒙能調動能量、提高警覺性,讓我們在危機中保持清醒 。

然而,現代人的「劍齒虎」不再是野獸,而是無止盡的專案進度、電子郵件與職場競爭。對於長期處於高壓或高強度工作環境的人們來說,身體的警報系統可能處於一種「切換不掉」的狀態。

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在理想的狀態下,人類的生理時鐘像是一場精確的接力賽。入夜後,身體會進入「修復模式」,此時壓力荷爾蒙「皮質醇」的濃度應該降至最低點,讓「睡眠荷爾蒙」褪黑激素(Melatonin)接棒主導。褪黑激素不僅負責傳遞「天黑了」的訊號,它還能抑制腦中負責維持清醒的食慾素(Orexin)神經元,幫助大腦順利關閉覺醒開關。

對於長期處於高壓或高強度工作環境的人們來說,身體的警報系統可能處於一種「切換不掉」的狀態 / 圖片來源:envato

然而,當壓力介入時,這場接力賽就會變成跑不完的馬拉松賽。研究指出,長期的高壓環境會導致 HPA 軸過度活化,使得夜間皮質醇異常分泌。這不僅會抑制褪黑激素的分泌,更會讓食慾素在深夜裡持續活化,強迫大腦維持在「高覺醒狀態(Hyperarousal)」。 這種令人崩潰的狀態就是,明明你已經累到不行,但大腦卻像停不下來的發電機!

長期的睡眠不足會導致體內促發炎細胞激素上升,而發炎反應又會進一步活化 HPA 軸,分泌更多皮質醇來試圖消炎,高濃度的皮質醇會進一步干擾深層睡眠與快速動眼期(REM),導致睡眠品質變得低弱又破碎,最終形成「壓力-發炎-失眠」的惡行循環。也就是說,你不是在跟睡眠上的意志力作對,而是在跟失控的生理長期鬥爭。

從腸道重啟好眠開關:PS150 菌株如何調校你的生理時鐘

面對這種煞車失靈的失眠困局,科學家們將目光投向了人體內另一個繁榮的生態系:腸道。腸道與大腦之間存在著一條雙向通訊的高速公路,這就是「菌-腸-腦軸 (Microbiome-Gut-Brain Axis, MGBA)」,而某些特殊菌株不僅能幫助消化、排便,更能透過神經與內分泌途徑與大腦對話,直接參與調節我們的壓力調節與睡眠節律。這種菌株被科學家稱為「精神益生菌」(Psychobiotics)。

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腸道與大腦之間存在著一條雙向通訊的高速公路,這就是「菌-腸-腦軸 (Microbiome-Gut-Brain Axis, MGBA)」/圖片來源:益福生醫

在眾多研究菌株中,發酵乳桿菌 Limosilactobacillus fermentum PS150 的表現格外引人注目。PS150菌株源於亞洲益生菌權威「蔡英傑教授」團隊的專業研發,累積多年功能性菌株研發經驗的科學成果。針對臨床常見的「初夜效應」(First Night Effect, FNE),也就是現代人因出差、換床或環境改變導致的入睡困難,俗稱認床。科學家在進行實驗時發現,補充 PS150 菌株能顯著恢復非快速動眼期(NREM)的睡眠長度,且入睡更快,起床後也更容易清醒。更重要的是,不同於常見的藥物助眠手段(如抗組織胺藥物 DIPH)容易造成快速動眼期(REM)剝奪或導致睡眠破碎化,PS150 菌株展現出一種更為「溫和且自然」的調節力,它能有效縮短入睡所需的時間,並恢復睡眠中代表深層修復的「Delta 波」能量。

科學家發現,即便將 PS150 菌株經過特殊的熱處理(Heat-treated),轉化為不具活性但保有關鍵成分的「後生元」(Postbiotics),其生物活性依然能與活菌媲美 。HT-PS150 技術解決了益生菌在儲存與攝取過程中容易失去活性的痛點,讓這些腸道通訊員能更穩定地發揮作用 。

在臨床實驗中,科學家觀察到一個耐人尋味的現象:當詢問受試者的主觀感受時,往往會遇到強大的「安慰劑效應」,無論是服用 HT-PS150 還是安慰劑的人,主觀上大多表示睡眠變好了。這種「體感上的進步」有時會掩蓋真相,讓人分不清是心理作用還是真實效益。

然而,客觀的生理數據(Biomarkers)卻揭開了關鍵的差異。在排除主觀偏誤後,實驗數據顯示 HT-PS150 組有更高比例的人(84.6%)出現了夜間褪黑激素分泌增加,且壓力荷爾蒙(皮質醇)顯著下降,這證明了菌株確實啟動了體內的睡眠調控系統,而不僅僅是心理安慰。

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最值得關注的是,對於那些失眠指數較高(ISI ≧ 8)的族群,這種「生理修復」與「主觀體感」終於達成了一致。這群人在補充 HT-PS150 後,不僅生理標記改善,連原本嚴重困擾的主觀睡眠效率、持續時間,以及焦慮感也出現了顯著的進步。

了解更多PS150助眠益生菌:https://lihi3.me/KQ4zi

重新定義深層睡眠:構建全方位的深夜修復計畫

睡眠從來就不只是單純的休息,而是一場生理功能的全面重整。想要重獲高品質的睡眠,關鍵在於為自己建立一個全方位的修復生態系。

這套系統的基石,始於良好的生活習慣。從減少睡前數位螢幕的干擾、優化室內環境,到作息調整。當我們透過規律作息來穩定神經系統,並輔以現代科學對於 PS150 菌株的調節力發現,身體便能更順暢地啟動睡眠開關,回歸自然的運作節律。

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與其將失眠視為意志力的抗爭,不如將其看作是生理機能與腸道微生態的深度溝通。透過生活作息的調整與科學實證的支持,每個人都能擁有掌控睡眠的主動權。現在就從優化生活型態開始,為自己按下那個久違的、如嬰兒般香甜的關機鍵吧。

與其將失眠視為意志力的抗爭,不如將其看作是生理機能與腸道微生態的深度溝通 / 圖片來源 : envato

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肺部為何會「結疤」?揭開比癌症更致命的「菜瓜布肺」,科學家如何找到破解惡性循環的新契機
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/05/08 ・2041字 ・閱讀時間約 4 分鐘

本文由 肺纖維化(菜瓜布肺)社團衛教 合作,泛科學撰文

在現代醫學的警示清單裡,乳癌、大腸癌這些疾病大家都不陌生;但有一個「隱蔽且致命」的威脅卻常被忽視,那就是「肺纖維化」。其中最常見的類型「特發性肺纖維化」(IPF),其預後往往不太樂觀,確診後的五年存活率甚至比許多常見的癌症還低。

首先,我們得先破解一個迷思:肺纖維化並不是單一疾病,而是許多種間質性肺病的共同表現。當我們聽到「肺纖維化」,腦中常浮現「菜瓜布肺」的形象,患者的肺部外觀充滿一個個空洞與疤痕,像極了乾燥的絲瓜。這精準描繪了肺部組織逐漸硬化、失去彈性的過程。

更重要的是,IPF 這類肺纖維化的威脅在於「不可逆」的特性,一旦形成就很難逆轉。這跟部分 COVID-19 康復者身上、仍有機會復原的肺纖維化,是兩種完全不同的概念。

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IPF 這類肺纖維化的威脅在於「不可逆」的特性,一旦形成就很難逆轉 / 圖示來源:shutterstock

肺部為何會變成「菜瓜布」?

為什麼好端端的肺會變成菜瓜布?這其實是一場身體修復機制失控的結果。

「纖維化」的組織,就是肺部間質組織(interstitium)的疤痕化。間質是圍繞在肺泡周圍,包含血管與支持肺部結構的結締組織。在正常情況下,肺部損傷後會啟動修復機制,並再生健康組織。但在肺纖維化的患者體內,這套修復機制卻「當機」了。

身體會不斷地發出訊號,導致負責修復工作的「纖維母細胞」(fibroblasts)被過度活化,進而失控地沉積膠原蛋白疤痕組織,最終在肺部形成永久性的纖維化。

科學家發現,這個過程之所以棘手,在於它是一個「惡性循環」,肺部同時存在著「發炎反應」與「纖維化」這兩條路徑 ,它們相互加乘,演變成難以阻斷的強大破壞力。

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雖然特發性肺纖維化 (IPF) 的具體成因不明 ,但已知某些特定族群的風險更高。例如抽菸,特定年齡與性別(50歲以上男性)、長期暴露於粉塵環境的工作者(農業、畜牧業、採礦業…)、胃食道逆流者。此外,患有自體免疫疾病(如類風濕性關節炎、乾燥症、硬皮症、皮肌炎/多發性肌炎,)的患者,他們併發肺纖維化的機率遠高於一般人,必須特別警覺。

雖然特發性肺纖維化 (IPF) 的具體成因不明 ,但已知某些特定族群的風險更高。/ 圖示來源:shutterstock

打斷惡性循環的挑戰,為何只對抗「纖維化」還不夠?

面對這個不可逆的疾病,醫學界長年束手無策,直到 2014 年才迎來一道曙光。美國 FDA 批准了兩種機制不同的新藥:Nintedanib 和 Pirfenidone。這兩種藥物的出現是治療史上的分水嶺,首度被證實能夠「延緩」IPF 患者肺功能的惡化速度。

然而,這場戰役尚未結束。現有的治療雖然帶來了希望,卻也凸顯了「未被滿足的醫療需求」。從機制上來看,這些藥物主要抑制的是「纖維化路徑」。

這讓科學界開始思考這個未被滿足的棘手問題:既然疾病的本質是「發炎」與「纖維化」的雙重打擊,那麼,我們是否能找到「同時抑制」這兩條路徑的全新策略,從而更有效地打斷這個惡性循環?

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找到同時調控「發炎」與「纖維化」的新靶點

為了解決難題,科學家將目光鎖定在一個細胞內的酵素:磷酸二酯酶 4B(PDE4B)

為什麼鎖定它?讓我們看看它的「雙重作用」機制:

  1. 關鍵位置: PDE4B 同時存在於免疫細胞(與發炎有關)與纖維母細胞(與纖維化有關)當中。
  2. 作用機制: PDE4B 的主要工作是降解細胞內一種叫 cAMP(環磷酸腺苷) 的訊號分子。cAMP 可以被視為細胞內的「穩定信號」。
  3. 雙重抑制: 當我們使用藥物抑制了 PDE4B 的活性,細胞內的 cAMP 就不會被分解,濃度會隨之升高。高濃度的 cAMP 能穩定免疫細胞和纖維母細胞,同時產生抗發炎抗纖維化的雙重效應。

簡單來說,鎖定並抑制 PDE4B,就像是同時抑制了免疫風暴與纖維化的工程,有望從雙從抑制打擊這個惡性循環。

全球臨床試驗帶來的新希望

近十年來,全球在肺纖維化領域投入了大量的臨床試驗,我們相信,在科學家逐步破解肺纖維化惡性循環的複雜難題後,期盼未來能為無數患者爭取到更安全、健康的生活與未來。

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最後,我們必須再次提醒,特發性肺纖維化(IPF)與漸進性肺纖維化(PPF)是極具破壞性、且不可逆的疾病。面對這個比癌症更致命的對手,雖然現有的治療手段能延緩惡化,但無法逆轉已經形成的肺部疤痕組織,因此「早期診斷、早期治療」仍是對抗肺纖維化最重要的黃金時刻。

必須再次提醒,特發性肺纖維化(IPF)與漸進性肺纖維化(PPF)是極具破壞性、且不可逆的疾病。/ 圖示來源:


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為什麼同伴會出賣你?從「囚徒困境」來看共犯為什麼先招了!——《大話題:賽局理論》
大家出版_96
・2023/04/22 ・1979字 ・閱讀時間約 4 分鐘

合作與私利的權衡:囚徒困境

最廣為人知的賽局理論悖論是囚徒困境,這個賽局由加拿大數學家塔克所命名。塔克教授的囚徒困境賽局就像是好萊塢的犯罪劇情片,有人提供認罪協商給兩名嫌疑犯去供出對方。這個賽局說明了為共同利益而採取聯合行動十分困難,因為人們往往追求私利。

囚徒困境賽局中的誘因屢見不鮮,很適合拿來分析許多領域的問題。從經濟學中公司的競爭,到社會學中的社會規範,到心理學中的決策,到生物學中動物競爭稀缺資源,再到資訊工程中電腦系統競爭頻寬。

囚徒困境是指兩名囚犯陷入「是否要認罪」的心理狀態。圖/《大話題:賽局理論》

阿倫和阿班因為合夥偷車而被捕。警方懷疑他們還涉嫌一起肇事逃逸案件,但沒有足夠的證據起訴他們。兩人被帶到不同的房間分開偵訊。

阿倫和阿班都有兩個可能的行動:保持沉默或認罪。因此,賽局中總共有四種結果。

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阿倫沉默,阿班沉默。阿倫認罪,阿班沉默。阿倫沉默,阿班認罪。阿倫認罪,阿班認罪。

刑期長短受到共犯是否認罪的影響。圖/《大話題:賽局理論》

我們可以用策略型式表達這個囚徒困境。支付矩陣中,列代表阿倫的可能行動,欄代表阿班的可能行動。我們在行與列的相交處填入每位參與者的報酬,在本例中也就是他們各自的刑期。

如果兩人都沉默,兩人都將因偷車而服刑一年。這當然不好,所以報酬是負值(阿倫:-1,阿班:-1)。如果兩人都認罪,兩人都要服刑十年(阿倫:-10,阿班:-10)。

囚徒都知道這個支付矩陣,也都知道彼此面對相同的矩陣。

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考慮到先認罪的人可以免去刑責,將導致四種可能結果。圖/《大話題:賽局理論》

合作或私利考量下的「最佳解」不同

這是一個同步賽局:即使並非字面意義上的同步,但由於兩人身處不同的偵訊室,做決定時也不知道對方的選擇,因此可以視為同步。

請注意,以策略型式表現賽局,並不意味著我們指出了可能會發生什麼事。我們只是列出所有可能結果,無論合理與否,並且把每個結果中參與者的報酬記下來。

現在,寫下囚徒困境賽局的策略型式後,我們可以嘗試分析可能發生的結果。

兩名囚犯就彼此的利益思考,形成「囚犯困境」的心理狀態。圖/《大話題:賽局理論》

很明顯,如果阿倫和阿班可以共同做決定,兩人會選擇一起沉默,只需要坐牢一年。

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但這並非均衡的結果。對阿倫來說,「認罪」的策略絕對優於「沉默」:不管他預期阿班會怎麼做,他的最佳回應都是認罪。

以個人來說,最佳的回應便是「認罪」。圖/《大話題:賽局理論》

同樣地,不管阿班預期阿倫會怎麼做,阿班的最佳回應都是認罪。

在囚徒困境中,納許均衡是兩名參與者都認罪。這個結果的標準寫法是:

{ 認罪,認罪 }

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前者是橫列參與者(阿倫)的行動選擇,後者是直欄參與者(阿班)的行動選擇。在均衡中,雙方都要坐牢十年。

即使雙方最佳利益為「沉默」,但在囚徒困境下卻會選擇「認罪」。圖/《大話題:賽局理論》

這屬於柏雷多效率嗎?

一個有趣的問題是,囚徒困境賽局中的納許均衡是否為柏雷多效率?這個資源分配效率的概念是以義大利經濟學家柏雷多(1848 – 1923)來命名。如果再也沒有其他可能的結果可以使至少一人變得更好,但沒有任何人變糟,這樣的結果就是柏雷多效率。

囚徒困境賽局中的納許均衡並非柏雷多效率,因為如果兩人都沉默,每個囚徒都可以變得更好。這也就是「囚徒困境」名稱的由來。

不過,在多數的賽局中,納許均衡就是柏雷多效率。例如在前面電影檔期的賽局中,沒有其他的結果能使雙方以不損及對方的方式獲得更高利益。

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囚徒困境並非柏雷多效率,因雙方若選擇共同沉默將能有更好的結果。圖/《大話題:賽局理論》

——本文摘自《大話題:賽局理論》,2023 年 3 月,大家出版出版,未經同意請勿轉載。

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名為大家,在藝術人文中,指「大師」的作品;在生活旅遊中,指「眾人」的興趣。