經典數學問題之 海盜分寶

2021-06-02 01:00:34 字數 2332 閱讀 2779

什麼是海盜分寶問題呢?顧名思義,就是幾個海盜**如何分贓的問題。在分贓的過程中,依靠智慧型使自己所獲得利益最大化。海盜分寶問題的描述雖然非常簡單,然而,通過乙個人對這個簡單問題的分析與思考可以迅速的看出這個人的邏輯思維能力。同時,這個問題也曾經出現在微軟應聘的試卷中。簡單的描述與複雜的邏輯使它問題成為乙個經典的博弈問題,值得我們**。

問題的描述是這樣的:

——5個海盜搶到了100顆寶石,每一顆都有一樣的大小和價值。

他們決定這麼分:

1。抽籤決定自己的號碼(1,2,3,4,5)

3。如果1號死後,再由2號提出分配方案,然後大家4人進行表決,當且僅當超過半數的人同意時,按照他的提案進行分配,否則將被扔入大海喂鯊魚。

4。依次類推。

每個海盜都被認為無比的聰明,他們會在保全性命的同時使自己的利益最大化。同時,他們都可以清晰地分析整個事情的始末。

於是,問題出現了,1號海盜如何提議才能使自己的提案獲得半數以上的通過率並且獲得最大的利益呢?

首先,請讀者仔細思考,得出自己的答案後,再繼續看。

公認答案:1號海盜分給3號1枚金幣,4號或5號海盜2枚,獨得97枚。分配方案可寫成(97,0,1,2,0)或(97,0,1,0,2)。

答案的推導

這個問題之所以成為經典博弈問題,能夠成為微軟的應聘測試題,也與其求解的巧妙思路有關。分析這個問題時,需要用到遞迴的思想,即將複雜的問題轉化為同一問題的小規模模型。這是很常用的解決問題思路,同時,也是寫程式,寫演算法時所不可或缺的思想。

從後面往前推,將問題規模縮小、簡化。如果1-3號海盜都已然由於自己的決策失誤沒有得到半數以上人的投票,喂了鯊魚。於是,現在就剩下4號、5號兩個海盜。5號海盜必然不會同意4號海盜的任何提議,這樣4號的任何提議都不會得到半數以上的通過率。只要4號掛了,5號就可以獨得所有金幣。(海盜不僅唯利是圖,同時陰險毒辣。- -||)。由於所有的海盜都絕頂聰明,4號海盜必然不會讓事態發展到如此地步,所以他至少要保證3號的存活。所以,將問題向回推,若1、2號海盜掛掉,只剩下3號提議時,他完全可以提出(100,0,0)的方案,由於4號必須保證3號的存活,所以即使他不能得到一枚金幣也會同意3號的提議。這樣3號的提議因得到兩人的同意而通過。將問題繼續向回推,當只有1號掛掉而2-5號海盜還在,由2號提議時,他只要保證4號5號有乙個金幣的收益,即(98,0,1,1)的方案,這樣就可以使4號5號獲得的收益比2號掛掉而由3號提議時獲得的多,因此,4號5號會同意2號的如此提議。於是,我們已經接近最初的問題了,即1號提議時的情況。一號通過聰明的海盜頭腦分析出,當自己死掉時,2號的策略將會是怎樣。因此一號的提議只要讓兩個人的收益大於2號的提議時的收益,即可得到通過。而當1號死後2號的提議為(98,0,1,1)。因此,1號可以選擇讓3號和4號,或者3號和5號擁有更多的收益,而不顧及另外兩個人的想法。於是他可以提出(97,0,1,2,0)或者(97,0,1,0,2)這樣,他的方案便會得到自己以及另外兩人的同意而得到通過。

在解決這個問題的過程當中,我們採用了遞迴的手段,找到乙個複雜的問題最本源的性質,並且在這個本源的基礎上層層「加殼」,逐步分析,最終解決問題。這便是遞迴的主要思想,將乙個複雜問題轉化為同乙個問題的簡單模型。然後再逐步推回到原本的問題。這種解決問題的思路同時可以運用於解決許多問題。

這個經典的博弈問題可以引發我們許多的思考。它不光是乙個邏輯問題,還揭示著很多社會現象。

比如,任何「分配者」想讓自己的方案得到通過的關鍵是事先考慮清楚「挑戰者」的分配方案是什麼(在這個問題中,即是兩個相鄰號碼海盜之間的關係),並用最小的代價獲取最大收益,拉攏「挑戰者」分配方案中最不得意的人們。想一想歷朝歷代的農民起義,想一想綿延起不斷的宮廷鬥爭,想一想我們這個時代比比皆是的結盟與背叛,想一想企業內部的明爭暗鬥,想一想辦公室腳下使絆的政治,哪乙個得勝者不是採用的類似「海盜分金」的辦法?

為什麼革命者總是找窮苦人,因為他們是最失意的人。為什麼****拉登在沙地阿拉伯沒有市場,在阿富汗卻大受歡迎,因為阿富汗是全球化的棄兒。為什麼企業中的一把手,在搞內部人控制時,經常是拋開二號人物,而與會計和出納們打得火熱,難道不是因為公司裡的小人物好收買,而二號人物卻總是野心勃勃地想著取而代之麼。

同時,在這個問題中也充分的體現著「先發優勢」與「後發略勢」。1號看起來所處的地位最為危險,他的乙個錯誤決策便會使自己喂鯊魚。然後,與此同時,他也手握著第乙個提出方案的先機,只要他充分分析、決策,就可以化險為夷,並使自己獲得最多的收益。而5號看起來是最安全的,甚至可以坐收漁人之利,可由於他沒有先發決策的權利,最終不得不看別人臉色行事而只能分得一小杯羹。可見,在為人處事中,老想把自己放在5號的位置,總想以逸待勞,最終會錯失許多機會並任人擺布。若中國長期在世界市場中長期處在5號的位置,總是報著跟著別人混杯羹的態度,最終就將什麼也得不到。

這個簡單的問題即揭示了無數複雜的真理,其實,在我們生活的世界中許多簡單的數學問題,邏輯問題,都揭示著許多複雜的社會本質。而同時,許多複雜的社會本質,也可以用簡單的數學方法,邏輯思維方法來抽象、分析。

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