阿罗不可能性定理
简述阿罗不可能定理
简述阿罗不可能定理阿罗不可能定理,简称阿罗定理。
是指在给定正整数n,如果存在正整数N,使得对于每个自然数x, y∈n,都有n-N xy=0。
我相信,这样的定理在我们中学阶段应该都接触过吧。
阿罗不可能定理是数学史上一个很有名的事实。
但它真的有这么神奇吗?要想解决这个问题,我们首先来了解阿罗不可能定理的由来。
阿罗不可能定理是数学界最基本的定理之一,阿罗于1644年发表《数论》。
他的任务是证明所有的数都能被写成两个素数的和。
他证明了所有的正整数都能被写成两个质数的和。
如何证明的呢?一开始他仅仅考虑质数,但是随着质数个数的增加,这种做法变得越来越繁琐。
因此他便证明出:所有的偶数都可以被表示为两个质数的和。
此时人们已经无法再接受“质数比合数多”这种说法了,阿罗想必也很清楚这一点。
因此,人们通常所说的“阿罗不可能定理”其实只是指“所有的奇数都可以被表示为两个质数的和”。
当然这并没有什么错,关键在于证明方法有错。
那是不是说阿罗在证明的时候犯了错误呢?这倒不是,如果你看过《数论》这本书,就会发现阿罗在证明的时候没有采用任何的穷举法,而是使用了穷举法中的“加法原则”,即“对每个大于1的偶数N,都有N-1个小于N的偶数N-1等于N”。
但是在证明的过程中,阿罗却使用了一种非常不精确的方法。
比如,当N是两位数时,他认为这个数一定可以表示成“ 3+5”,而当N是三位数时,他又认为这个数一定可以表示成“ 3+7”。
这样做的后果就是,其实这个数完全可以表示成N-1+N,因此无论怎么表达,阿罗的证明都是正确的。
但是阿罗却将其证明成N-1+N,从而造成了阿罗的证明无效。
如果你将阿罗不可能定理放到《数论》这门课程中去讲,还可以告诉学生,证明一个定理一定要保持精确,否则你的证明会产生意想不到的结果。
同样的例子还有许多。
在证明的过程中,我们需要尽量减少计算量。
在解答的时候,也需要做好充足的准备,否则一个小小的疏忽,就有可能造成证明失败。
阿罗不可能定理
阿罗不可能定理“阿罗不可能定理”和森的“帕累托⾃由悖论”进⼀步证明了“⼀⼈⼀票”的虚伪性阿罗不可能定理源⾃孔多塞的“投票悖论”,孔多塞投票悖论反映了直观上貌似良好的“民主机制”潜在的不协调。
早在⼗⼋世纪法国思想家孔多塞就提出了著名的“孔多塞投票悖论”:假设甲⼄丙三⼈,⾯对a、b、c三个备选⽅案,有如图的偏好排序。
甲(a > b >c)⼄(b > c >a)丙(c > a >b)注:甲(a > b >c)代表——甲偏好a胜于b,⼜偏好b胜于c。
但若以“⼀⼈⼀票”的投票规则来排列社会偏好次序,会引发不同形式的悖论结果。
在“⼀⼈⼀票”的投票中选民可以将⾃⼰仅有的⼀张选票投向其中⼀位候选⼈来表达偏好,“最喜欢”与“不喜欢”,若是仅有两位候选⼈,选票诠释的结果是“1”和“0”,这是⾮此即彼的表达,还尚且没有⼤问题,最终可以通过对两位候选⼈获得“1”的个数加总对⽐出得票多少⽽排列出谁最受该选民群体的喜欢。
但是,当候选⼈是“三”的情况下,由于每位选民⼿中的选票只有⼀张,若将选票投向其中⼀位,则对另外两位的偏好程度就被抹杀了,⽆法表达出对另外两位的偏好信息,只有把他们统统归为“不喜欢”,这显然是荒谬的。
不仅如此,“⼀⼈⼀票”在候选⼈个数达到“三”时,还会因为只有“1”和“0”两种千篇⼀律的表达⽽抹杀了选民对每⼀个选择⽀的喜好程度,这种“抹杀”形成了诸多的信息反馈盲区,所以会出现不同形式的悖论。
⽐如下列状况中可以给甲、⼄、丙三⼈每⼈100分,他们可以根据偏好程度分别赋予a、b、c⼀定的分值,以表达偏好程度的不同。
甲(a > c >b). 65 25 10⼄(b > a >c). 50 30 20丙(c > b >a). 40 35 25合计:a获得65+30+25=120b获得10+50+35=95c获得25+20+40=85真实的社会偏好次序为:a > b >c. 120 95 85⽽“⼀⼈⼀票”的投票结果若⽤分值来分析如下:甲(a > c >b). 100 0 0⼄(b > c >a). 100 0 0丙(c > a >b). 100 0 0完全把个⼈的社会偏好程度完全抹杀掉了,所得的社会偏好次序为:a = b = c. 100 100 100和前⾯的真实偏好是⽭盾的,所以是不科学的,⽽且是荒谬的。
阿罗不可能定理
轻松学术语阿罗不可能定理(Arrow’s impossibility theorem)郭万超术语故事“不可能”——人类的无奈在人们的心目中,选举的意义恐怕就在于大家根据少数服从多数的原则通过投票推举出最受我们爱戴或信赖的人。
然而,通过选举能否真正达到这个目的呢? 1972年,诺贝尔经济学奖获得者、美国经济学家肯尼斯·约瑟夫·阿罗(K. J. Arrow)采用数学方法于1951年深入研究了这个问题,并得出:当至少有三名候选人和两位选民时,大多数情况下这是不可能的,这就是鼎鼎大名的“阿罗不可能定理”。
这种“不可能”同样适用于其他将每个个人意愿的先后顺序排列成整个群体的偏好顺序的情况。
考虑这样一个社会,其中包括三个人,分别用1、2和3代表。
这三个人在三种方案a、b和c之间进行选择,以形成三人共同的,即社会的方案。
首先将个人选择看做每个人根据自己的喜好程度给各种备选方案从大到小的排序过程,每个人的喜好排序满足下列要求:1.对任意一对备选方案a、b,一个人喜欢a 胜于b、喜欢b胜于a和对两者同样喜欢这三种情况必有其一。
这被称为完全性。
2.任意一个备选方案至少和它自身一样好。
或者说,从同样的偏好标准出发,一个人不能既喜欢又不喜欢同一个备选方案。
这被称为反身性。
3.如果一个人喜欢a胜于b,喜欢b胜于c,那么他应该喜欢a胜于c。
这被称为传递性。
显而易见,对于一个正常人来说,这三个要求相当合情合理,绝无过分之处。
现在假定单个人对三种方案的喜好次序分别为(a,b,c)1、(b,c,a)2、(c,a,b)3,并按照这些喜好对每一对可能方案进行投票;社会的选择方案按“大多数规则”从这些单个人投票中得出。
首先对a和b两种方案进行投票。
根据上面假定的单个人喜好次序,3人的投票结果应为: (a,b)1、(b,a)2、(a,b)3,于是,按大多数规则,社会偏好次序就是(a,b);其次考虑方案b和c。
我们有:(b,c)1、(b,c)2、(c,b)3,社会偏好次顺序为(b,c);最后是a和c。
阿罗不可能定理
“阿罗不可能定理”和森的“帕累托自由悖论”进一步证明了“一人一票”的虚伪性阿罗不可能定理源自孔多塞的“投票悖论”,孔多塞投票悖论反映了直观上貌似良好的“民主机制”潜在的不协调。
早在十八世纪法国思想家孔多塞就提出了著名的“孔多塞投票悖论”:假设甲乙丙三人,面对a、b、c三个备选方案,有如图的偏好排序。
甲(a > b >c)乙(b > c >a)丙(c > a >b)注:甲(a > b >c)代表——甲偏好a胜于b,又偏好b胜于c。
但若以“一人一票”的投票规则来排列社会偏好次序,会引发不同形式的悖论结果。
在“一人一票”的投票中选民可以将自己仅有的一张选票投向其中一位候选人来表达偏好,“最喜欢”与“不喜欢”,若是仅有两位候选人,选票诠释的结果是“1”和“0”,这是非此即彼的表达,还尚且没有大问题,最终可以通过对两位候选人获得“1”的个数加总对比出得票多少而排列出谁最受该选民群体的喜欢。
但是,当候选人是“三”的情况下,由于每位选民手中的选票只有一张,若将选票投向其中一位,则对另外两位的偏好程度就被抹杀了,无法表达出对另外两位的偏好信息,只有把他们统统归为“不喜欢”,这显然是荒谬的。
不仅如此,“一人一票”在候选人个数达到“三”时,还会因为只有“1”和“0”两种千篇一律的表达而抹杀了选民对每一个选择支的喜好程度,这种“抹杀”形成了诸多的信息反馈盲区,所以会出现不同形式的悖论。
比如下列状况中可以给甲、乙、丙三人每人100分,他们可以根据偏好程度分别赋予a、b、c一定的分值,以表达偏好程度的不同。
甲(a > c >b). 65 25 10乙(b > a >c). 50 30 20丙(c > b >a). 40 35 25合计:a获得65+30+25=120b获得10+50+35=95c获得25+20+40=85真实的社会偏好次序为:a > b >c. 120 95 85而“一人一票”的投票结果若用分值来分析如下:甲(a > c >b). 100 0 0乙(b > c >a). 100 0 0丙(c > a >b). 100 0 0完全把个人的社会偏好程度完全抹杀掉了,所得的社会偏好次序为:a = b = c. 100 100 100和前面的真实偏好是矛盾的,所以是不科学的,而且是荒谬的。
阿波罗不可能定理
1951年阿罗指出的不可能性定理是福利经济学中的第一个不可能性定理,证明了在某些条件下阿罗社会福利函数是不存在的。
实际上,阿罗证明的是阿罗一般性定理(General Possibility Theorem),该定理证明了阿罗社会福利函数必须至少满座五个合理化的条件,即:1.符合逻辑的个人效用函数的任意性(free triple);在所有状态中至少有三种选择,关于这三种选择,所有逻辑上可能的个人排序都是可以接受的。
2.社会价值和个人价值选择的正或非负关联性(positive or not negative association);社会排序随着个人价值判断的变化而同方向变化,或者至少不是反方向变化。
因此,如果在每个人的排序中某个社会状态的排序上升或保持不变,而在这些排序中没有发生其他的变化,那么,我们就可以预期,该社会状态在社会排序中的排序也上升或至少没有下降。
3.无关选择的独立性(independence of irrelevant alternatives);给定条件下社会所做出的选择只取决于该条件下个人对这些选择的排序。
换言之,如果我们考虑这样的两个个人选择集合,对每一个个人而言,他对于给定条件下特定选择的排序在任何时候都是一样,那么我们就可以要求,在该条件下,当个人的价值判断由第一个排序集合给出时,和当个人的价值判断由第二个排序集合给出时,社会所做出的选择应该是相同的。
4.非强迫性或公民的主权性(non-imposition or citizens’sovereignty);如果有一组选择x和y,无论所有人的偏好是什么,社会都不会显示出y胜于x,即使所有人都认为y胜于x,社会的排序也仍然是x不差于y,这样的社会排序就是强加的。
该条件要求社会排序必须根据个人排序得出。
5.非独裁性(non-dictatorship);如果对于每一组选择,某个人的偏好就是社会的偏好,而不管其他人的排序如何,这种制度就是独裁。
阿罗不可能定理
阿罗不可能定理
阿罗不可能定理是指不可能从个人偏好顺序推导出从群体偏好的顺序,阿罗证明了当一个社会中的个体数目确定时,面临不少于三种方案的选择时,不可能同时满足帕斯托雷法则。
阿罗不可能性定理“阿罗不可能定理”是对阿罗所提出的一种推论的通称。
这个推论认为,在现实中,不可能在已知社会所有成员的个人偏好次序的情况下,通过一定的程序,把各种各样的个人偏好次序归结为单一的社会偏好次序,即不可能通过一定的合理程序准确地达到合意的公共决策。
阿罗为此提出了5个公理性条件假设,一是个人偏好的充分自由性;二是社会价值观与个人价值观相一致;三是无关备选对象的独立性,即关于一对社会目标的社会偏好序不受其他目标偏好序变化的影响;四是社会偏好的非独裁性,社会选择的结果依赖于全社会个体的偏好序集合,而非某一个人或者某一个小集团的偏好;五是社会偏好的非强加性。
孔多塞悖论 阿罗不可能定理
孔多塞悖论阿罗不可能定理
简介
阿罗不可能定理,也被称为孔多塞悖论,是一个著名的悖论,它是由古希腊哲学家阿罗瓦·孔多塞提出的。
这项定理认为:每个单词都可以用它自己的字母表示它。
这个定理被证明是不可能的,因此它也被称为不可能定理。
1、定义
阿罗不可能定理由孔多塞提出,它的形式如下:每一个单词都可以用它的字母表示它。
这个定理被认为是任何字母表的绝对性质,因此它对每个词语和字母表都适用。
2、哲学背景
孔多塞的阿罗不可能定理是应用他的早期哲学观念产生的,他在当时一些早期哲学家的物质哲学思想中发挥着重要作用,他有时还把语言看成是物质。
他认为,所有的单词都可以用它们本身的字母表示它们。
3、演绎问题
逻辑上讲,孔多塞的阿罗不可能定理存在问题,因为定理本身表明,要么每个单词都能用它们本身的字母表示,要么不能。
但是实际工作中发现,不是所有的单词都可以用它们自己的字母表示,因此演绎出来的结果都是矛盾的。
4、现代关怀
在现代时代,孔多塞的阿罗不可能定理仍然受到关注,许多学者都认为,它是一个有趣的悖论,对今天语言学和文学的研究仍有重要意义。
现代的学者们也在分析和探索这个问题,以便更好地理解这个定理及其蕴涵。
5、总结
总之,孔多塞的阿罗不可能定理源于物质哲学思想,当时主要是指出,每一个词语都可以用它自己的字母表示它。
它同时指出,这是一个不可能的理论,逻辑上讲,它存在问题,而且在现代也仍受到重视,许多学者探讨这个定理及其蕴涵。
阿罗不可能定理
阿罗不可能定理阿罗在运用新的数学工具研究一般均衡理论,研究不确定条件下如何进行最优化决策,研究社会选择理论的工作中,做出了突出贡献。
在为数不少的国人的心目中,选举的意义恐怕就在于大家根据多数原则(majority rule)通过投票推举出最受我们爱戴或信赖的人。
然而,通过选举能否达到这个目的呢?1972年诺贝尔经济学奖获得者、美国经济学家阿罗(K. Arrow)采用数学中的公理化方法,于1951年深入研究了这个问题,并得出在大多数情况下是否定的结论,那就是鼎鼎大名的“阿罗不可能定理(Arrow's impossibility theorem)”。
阿罗遵从经济学研究集体决策(group decision-making)和公共选择(public choice)问题时的惯例,首先将个人投票视为每个独立个体根据自己的偏好程度给各种备选方案从大到小排序,个体的偏好排序满足下列要求:1、完全性(completivity):对任意一对备选方案x 、y ,一个人喜欢x 胜于y 、喜欢y 胜于x 和对两者同样喜欢这三种情况必有其一。
2、反身性(reflexivity):任意一个备选方案至少和它自身一样好。
或者说,从同样的偏好标准出发,一个人不能既喜欢又不喜欢同一个备选方案。
3、传递性(transivity):如果一个人喜欢x 胜于y ,喜欢y 胜于z ,那么他应该喜欢x 胜于z ;而且只有当他喜欢x 和y 的程度相同,喜欢y 和z 的程度相同时,他才能同样程度地喜欢x 和z 。
显而易见,对于一个正常人来说,这三个要求相当合情合理,绝无过分之处。
阿罗进而将选举视为一种规则,它能够将每个个体表达的偏好次序综合成整个群体的偏好次序,并满足以下五个条件(即阿罗公理[Arrow's atoxism])的要求:1、所有投票人就备选方案所想到的任何一种次序关系都是实际可能的。
该公理表明:选民对候选人的任何一种排序都是允许的,也就是每一位选民可以完全按照各自的意愿挑选自己中意的候选人。
简述阿罗不可能定理简答题
简述阿罗不可能定理简答题:
阿罗不可能定理是指,在非独裁的情况下,不可能存在适用于所有个人偏好类型的社会福利函数。
阿罗不可能定理的五项规定或条件如下:
•自由三元组条件。
在所有选择方案中,至少有三个方案,对之允许有任何逻辑上可能的个人选择顺序。
•社会选择正相关于个人价值条件。
某一选择方案在所有人的选择顺序中地位上升,或至少不下降。
•不相关的选择方案具有独立性条件。
任何两个选择方案的社会选择顺序仅仅依赖个人对这两个方案的选择顺序,与个人在其他不相关的备选对象上的选择顺序无关。
•公民主权条件。
社会选择顺序不是强迫的。
•非独裁条件。
选择规则不能是独裁的,即不存在这种情况:一个人的选择顺序就是社会的选择顺序,所有其他人的选择是无足轻重的。
阿罗的不可能定理
阿罗的不可能定理阿罗的不可能定理(Arrow's Impossibility Theorem)阿罗的不可能定理概述阿罗不可能定理是由1972年诺贝尔经济学奖的获得者之一阿罗首先陈述和证明的。
1951年肯尼斯·约瑟夫·阿罗(Kenneth J.Arrow)在他的现在已经成为经济学经典著作的《社会选择与个人价值》一书中,采用数学的公理化方法对通行的投票选举方式能否保证产生出合乎大多数人意愿的领导者或者说“将每个个体表达的先后次序综合成整个群体的偏好次序”进行了研究。
结果,他得出了一个惊人的结论:绝大多数情况下是——不可能的!更准确的表达则是:当至少有三名候选人和两位选民时,不存在满足阿罗公理的选举规则。
或者也可以说是:随着候选人和选民的增加,“程序民主”必将越来越远离“实质民主”。
从而给出了证明一个不可思议的定理:假如有一个非常民主的群体,或者说是一个希望在民主基础上作出自己的所有决策的社会,对它来说,群体中每一个成员的要求都是同等重要的。
一般地,对于最应该做的事情,群体的每一个成员都有自己的偏好。
为了决策,就要建立一个公正而一致的程序,能把个体的偏好结合起来,达成某种共识。
这就要进一步假设群体中的每一个成员都能够按自己的偏好对所需要的各种选择进行排序,对所有这些排序的汇聚就是群体的排序了。
[编辑]阿罗不可能定理的孕育和诞生阿罗不可能定理的证明并不难,但是需要严格的数学逻辑思维。
关于这个定理还有一段情节颇为曲折的故事。
阿罗在大学期间就迷上了数学逻辑:读四年级的时候,波兰大逻辑学家塔斯基(Tarski) 到阿罗所在的大学讲了一年的关系演算,阿罗在他那里接触到诸如传递性、排序等概念在此之前.阿罗对他所着迷的逻辑学还是全靠自学呢。
后来,阿罗考上研究生.在哈罗德·霍特林(Harold Hotelling)的指导下攻读数理经济学他发现,逻辑学在经济学中大有用武之地就拿消费者的最优决策来说吧,消费者从许多商品组合中选出其最偏好的组合、这正好与逻辑学上的排序概念吻合。
阿罗不可能定理
产生编辑 阿罗不可能定理(Arrow's impossibility theorem)的证明并源自难,但是需要严格的数学 逻辑思维。
哥伦比亚大学 哥伦比亚大学 关于这个定理还有一段情节颇为曲折的故
阿罗在大学期间就迷上了数学逻辑: 读四年 级的时候,波兰大逻辑学家塔斯基 仃arski)到 阿罗所在的大学讲了一年的关系演算,阿罗在他 那里接触到诸如传递性、排序等概念在此之 前.阿罗对他所着迷的逻辑学还是全靠自学呢。
后来,阿罗考上研究生,在哈罗德•霍特林
(HaroldHotelli ng)的指导下攻读数理经济学 他发现,逻辑学在经济学中大有用武之地。就拿 消费者的最优决策来说吧,消费者从许多商品组 合中选出其最偏好的组台、这正好与逻辑学上的 排序概念吻合。又如厂商理论总是假设厂商追求 利润最大化,当考虑时间因素时,因为将来的价 格是未知的厂商只能力图使基于期望价格的期 望利润最大化。人们知道现代经济中的企业一般 是由许多股东所共同拥有,100个股东对将来的 价格可能有100种不同的期望,相应地根据期望 利润进行诸如投资之类的决策时便有100种方
一个惊人的结论:绝大多数情况下是不可能
的!更准确的表达则是:当至少有三名候选人和 两位选民时,不存在满足阿罗公理的选举规则。 或者也可以说是:随着候选人和选民的增加,"程 序民主”必将越来越远离“实质民主”。从而给 出了证明一个不可思议的定理:假如有一个非常 民主的群体,或者说是一个希望在民主基础上作 出自己的所有决策的社会,对它来说,群体中每 一个成员的要求都是同等重要的。 一般地,对于 最应该做的事情,群体的每一个成员都有自己的 偏好。为了决策,就要建立一个公正而一致的程 序,能把个体的偏好结合起来,达成某种共识。 这就要进一步假设群体中的每一个成员都能够 按自己的偏好对所需要的各种选择进行排序,对
阿罗定理
(KennethJ.Arrow)兰德公司经由伯格森(Bergson)在1938年给出。
伯格森用一个叫做社会福利函数的映射来描述将个人偏好汇集成为社会偏好的问题,它将诸个人的效用组成的向量转化为一个社会效用虽然伯格森的叙述是基于基数效用概念的,但是阿罗告诉赫尔墨,不难用序数效用概念加以重新表述。
于是赫尔墨顺水推舟,请阿罗为他写一个详细的说明当阿罗依嘱着手去做时,他立即意识到这个问题跟两年来一直困扰着他的问题实际上是一样的。
既然已经知道“少数服从多数“一般来说不能将个人的偏好汇集成社会的偏好,阿罗猜测也许会有其他方法。
几天的试探碰壁之后,阿罗怀疑这个问题会有一个不可能性的结果。
果然,他很快就发现了这样一个结果;几个星期以后,他又对这个结果作进一步加强。
阿罗不可能定理就这样呱呱坠地了。
从1947年萌发胚芽到1950年开花结果,阿罗不可能定理的问世可谓一波三折,千呼万唤始出来,而且颇有点无心插柳的意味。
但是,正是在这无心背后的对科学锲而不舍的追求,才使逻辑学在社会科学这块他乡异壤开出一朵千古留芳的奇葩这不能不说是耐人寻味的。
编辑本段内容阿罗的不可能定理源自孔多塞的“投票悖论”,早在十八世纪法国思想西方经济学家孔多赛就提出了著名的“投票悖论”:假设甲乙丙三人,面对ABC三个备选方案,有如图的偏好排序。
甲(a>b>c);乙(b>c>a);丙(c>a>b)注:甲(a>b>c)代表——甲偏好a胜于b,又偏好b胜于c。
1、若取“a”、“b”对决,那么按照偏好次序排列如下:甲(a>b);乙(b>a);丙(a>b);社会次序偏好为(a>b)2、若取“b”、“c”对决,那么按照偏好次序排列如下:甲(b>c);乙(b>c);丙(c>b);社会次序偏好为(b>c)3、若取“a”、“c”对决,那么按照偏好次序排列如下:甲(a>c);乙(c>a);丙(c>a);社会次序偏好为(c>a)于是得到三个社会偏好次序——(a>b)、(b>c)、(c>a),其投票结果显示“社会偏好”有如下事实:社会偏好a胜于b、偏好b胜于c、偏好c胜于a。
阿波罗不可能定理
1951年阿罗指出的不可能性定理是福利经济学中的第一个不可能性定理,证明了在某些条件下阿罗社会福利函数是不存在的。
实际上,阿罗证明的是阿罗一般性定理(General Possibility Theorem),该定理证明了阿罗社会福利函数必须至少满座五个合理化的条件,即:1.符合逻辑的个人效用函数的任意性(free triple);在所有状态中至少有三种选择,关于这三种选择,所有逻辑上可能的个人排序都是可以接受的。
2.社会价值和个人价值选择的正或非负关联性(positive or not negative association);社会排序随着个人价值判断的变化而同方向变化,或者至少不是反方向变化。
因此,如果在每个人的排序中某个社会状态的排序上升或保持不变,而在这些排序中没有发生其他的变化,那么,我们就可以预期,该社会状态在社会排序中的排序也上升或至少没有下降。
3.无关选择的独立性(independence of irrelevant alternatives);给定条件下社会所做出的选择只取决于该条件下个人对这些选择的排序。
换言之,如果我们考虑这样的两个个人选择集合,对每一个个人而言,他对于给定条件下特定选择的排序在任何时候都是一样,那么我们就可以要求,在该条件下,当个人的价值判断由第一个排序集合给出时,和当个人的价值判断由第二个排序集合给出时,社会所做出的选择应该是相同的。
4.非强迫性或公民的主权性(non-imposition or citizens’sovereignty);如果有一组选择x和y,无论所有人的偏好是什么,社会都不会显示出y胜于x,即使所有人都认为y胜于x,社会的排序也仍然是x不差于y,这样的社会排序就是强加的。
该条件要求社会排序必须根据个人排序得出。
5.非独裁性(non-dictatorship);如果对于每一组选择,某个人的偏好就是社会的偏好,而不管其他人的排序如何,这种制度就是独裁。
阿罗不可能定理
收入者。
2000年大选过程
11月7日,
布什赢得了29州,得246张选举人票。 戈尔在18个州和哥伦比亚特区获胜,共得255张选举
人票; 两人都没有赢得当选要求的270票。此时,还有三个州 的选举结果处于胜负难分的状态。
因此,两人在佛罗里达州普选票上的胜负,不仅成为 决定两人的政治命运,也成为决定大选结果的关键。
解决方案
投 对不同选 票 择方案的 者 偏好次序
甲 a 乙 b 丙 c b c a c a b
1、若取“a”、“b”对决,那么按照偏好次序排列如下: 甲(a>b);乙(b>a);丙(a>b);社会次序偏好为 (a>b) 2、若取“b”、“c”对决,那么按照偏好次序排列如下: 甲(b>c);乙(b>c);丙(c>b);社会次序偏好为 (b>c) 3、若取“a”、“c”对决,那么按照偏好次序排列如下: 甲(a>c);乙(c>a);丙(c>a);社会次序偏好为 (c>a)
法国社会学家
孔塞德
提出
结果:(a>b)、(b>c)、(c>a)!!
剪刀-> 石头-> 布 无限循环???
解决 方案
限制个人自由 制度——独裁
真正的民主到底在哪里????
2000年美国大选
2000年美国大选
共和党——布什 (保守)
强调传统道德和家 庭 针对传统价值观较 强、收入较高而且 稳定的城郊选民和 中西部各州的选民
1998 年 诺贝尔经济学奖 得主 印度籍经济学家
阿马弟亚•森
当所有人都同意其中一项选择方案并非最佳的情况下, 阿罗的“投票悖论”就可以迎刃而解。
R001,王希,美国研究,《2000年美国总统大选述评》 2. 2004,应霄燕,形势与政策,《从总统选举透视美国选举民主的虚伪 性》 3. 2003,薛冰,西北大学学报,《个人偏好与公共利益的形成_兼论阿罗 不可能定理》 4. 2011,张思思,马克思主义研究,《从形式民主到内容民主的回归_西 方马克思主义的当代政治启示》 5. 2010,肖兆权,领导科学,《干部票决制下阿罗不可能定理的困境分 析》 6. 2010,乔贵平,云南行政学院学报,《实质民主与形式民主之争_20世 纪社会主义与自由主义关于民主问题的分歧之一》 7. 2006,陈志武,数林撷英,《不可能性定理与民主数学对传统民主理 论的挑战》
阿罗不可能定理
答案提示
If no prior assumption are made about the nature of individual orderings, there is no method of voting which will remove the paradox of voting…neither plurality(多数) voting nor any scheme of proportional representation, no matter how complicated. Similarly, the market mechanism does not create a rational social choice. ——Social Choice and individual values
①连贯性(connectedness); ②传递性(transitivity);
(2)民主决策方式所需满足的五个条件
①选择的非限制性; ②集体选择的非反常性; ③不相关方案的独立性; ④公民的至上性; ⑤非独裁性; …… 任何投票规则和选择 程序必须满足这些公 理和条件,才能把个 人偏好次序转化为社 会偏好次序。
2. 阿罗不可能定理的表述
阿罗不可能定理:要找到这样一种投票决策机制,
它所产生的结果不受投票程序的影响,同时又不限制 投票人的偏好以及进行的独立决策,并能最终将所有 将所有 的个人偏好转化为一种社会偏好,是不可能的。 的个人偏好转化为一种社会偏好,是不可能的
3、阿罗不可能定理的证明
(1)社会选择的两个公理
讲课结束
谢
谢
4.阿罗不可能定理提出的意义
(1)积极意义
①结束了人们对于投票悖论解决方法无休止的探究; ②极大提升了人们对于社会的认识; ……
一般不可能定理
一般不可能定理在经济学、决策理论和博弈论等多个领域,一般不可能定理(General Impossibility Theorem)扮演着至关重要的角色。
这一理论由肯尼斯·阿罗(Kenneth Arrow)在1951年提出,旨在探讨在集体决策过程中,如何将个体偏好转化为一致的集体偏好。
一、一般不可能定理的基本概念1.1 定义与背景一般不可能定理,又称阿罗不可能定理,是指在任何满足一定合理条件的集体决策规则下,都不可能存在一个能够将所有个体偏好转化为一致集体偏好的函数。
这一定理揭示了在多选项、多决策者的环境中,达成完全一致的集体决策的内在困难。
1.2 阿罗的五个合理条件阿罗提出了五个被认为是合理的条件,任何集体决策规则都应满足这些条件:1. 非独裁性(NonDictatorship):集体决策不应由单一个体的偏好决定。
2. 帕累托效率(Pareto Efficiency):如果所有个体都偏好某一选项胜过另一选项,集体决策也应如此。
3. 无关选项独立性(Independence of Irrelevant Alternatives):集体决策的结果不应受无关选项的影响。
4. 社会选择函数的存在性(Existence of a Social Welfare Function):应存在一个将个体偏好转化为集体偏好的函数。
5. 广泛性(Unrestricted Domain):集体决策规则应适用于任何可能的个体偏好组合。
二、一般不可能定理的证明过程2.1 基本假设与符号假设有 \( n \) 个决策者,记为 \( D_1, D_2, \ldots, D_n \),和 \( m \) 个选项,记为 \( A_1, A_2, \ldots, A_m \)。
每个决策者 \( D_i \) 对这些选项有一个偏好关系 \( \succ_i \),表示其偏好顺序。
2.2 证明思路阿罗的证明思路是通过逐步推导,展示在满足上述五个合理条件的情况下,必然会导致矛盾,从而证明不存在这样的集体决策规则。
阿罗不可能定理
一、 所有成员都有一致的偏好(喜好、讨厌或 无视),则无论什么程序,结果都是一样的。 二、 社会成员不存在一致的偏好时,程序对于 结果有着决定性的作用。
1. 候选人分组 A、B、C三人要一起行动,但对做什么样的 活动没有一致的意见,只好进行投票表决,有三 个方案:a(打牌)、b(看电影)、c(唱歌)。对于这 三种活动,A的偏好顺序是:abc;B的顺序是: bca;C的顺序是:cab。 可能1. 先在ab中选择,最后则是c胜出; 可能2. 先在ac中选择,最后则是b胜出; 可能3. 先在bc中选择,最后则是a胜出; 案例:1992年北京申员组成的共同体,要选举一个首 领。有两个候选人:A和B。支持者的人数分别 为:30和70。根据选举规则,将选民分为3个组 进行选举。 第一组:20人,其中12人支持A,8人支持B; 第二组:30人,其中17人支持A,13人支持B; 第三组:50人,其中1人支持A,49人支持B。 结果A赢得了两个小组的选票,以2/3胜出。 案例:2000年的美国大选,布什胜出。
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于是得到三个社会偏好次序——(a > b )、(b > c )、(c > a ),其投票结果显示“社会偏 好”有如下事实:社会偏好a胜于b、偏好b胜于c、 偏好c胜于a。显而易见,这种所谓的“社会偏好次 序”包含有内在的矛盾,即社会偏好a胜于c,而又 认为a不如c!所以按照投票的大多数规则,不能得 出合理的社会偏好次序。 阿罗不可能定理说明,依靠简单多数的投票原则, 要在各种个人偏好中选择出一个共同一致的顺序, 是不可能的。这样,一个合理的公共产品决定只能 来自于一个可以胜任的公共权利机关,要想借助于 投票过程来达到协调一致的集体选择结果,一般是 不可能的。
4、阿罗不可能性定理-推理
阿罗认为:有关社会选择的两个公理和民主决策方式所需要的 四个条件是不相适应的。 (1)社会选择的两个公理
①连贯性(connectedness); ②传递性(transitivity);
(2)民主决策方式所需满足的四个条件 ①集体理性:即如果所有个人的偏好具备完备性、传递性和自反性,则 任何决策机制所导出的集体偏好也必须具备这些特性 ②无限制性:公众决策机制不得排斥任何形式的个人偏好,只要该偏好 具备完备性、传递性和自反性 ③帕累托较优性:如果每个人都认为方案A比方案B优越,那么集体偏 好也必须认为A比B优越 。 ④偏好独立性:集体偏好对A和B之间的排名只取决于人们对这两选择 之间的排名,而跟人们对其他选择的排名无关 。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
公平的四种观点
平均主义 :社会的所有成员得到同等数量 的商品。 罗尔斯主义:使境况最遭的人的效用最大化。 功利主义:使社会所有成员的总效用最大。 市场主导:市场结果是最公平的。
最后再总结一下,阿罗的不可 能性定理是指:如果众多的社 会成员具有不同的偏好,而社 会又有多种备选方案,那么在 民主的制度下不可能得到令所 有的人都满意的结果。
1.若取“a”、“b”对决,那么按照偏好次序排列如下: 甲(a > b ) 乙(b > a ) 丙(a > b ) 社会次序偏好为(a > b ) 2.若取“b”、“c”对决,那么按照偏好次序排列如下: 甲(b > c ) 乙(b > c ) 丙(c > b ) 社会次序偏好为(b > c ) 3.若取“a”、“c”对决,那么按照偏好次序排列如下: 甲(a > c ) 乙(c > a ) 丙(c > a ) 社会次序偏好为(c > a )
3、阿罗不可能性定理 - 内容
阿罗的不可能定理源自孔多赛的“投票悖 论”,早在十八世纪法国思想家孔多赛就提 出了著名的“投票悖论”:假设甲乙丙三人, 面对ABC三个备选方案,有如图的偏好排序。 甲(a > b > c) 乙(b > c > a) 丙(c > a > b) 注:甲(a > b > c)代表——甲偏好a胜 于b,又偏好b胜于c。
肯尼斯· 约瑟夫· 阿罗 (KennethJ.Arrow, 1921年8月23日—),美国 经济学家,于1972年因在一 般均衡理论方面的突出贡献与 约翰· 希克斯共同荣获诺贝尔 经济学奖。 肯尼斯· 约瑟夫· 阿 罗在微观经济学、社会选择等 方面卓有成就,被认为是战后 新古典经济学的开创者之一。 除了在一般均衡领域的成就之 外,阿罗还在风险决策、组织 经济学、信息经济学、福利经 济学和政治民主理论方面进行 了创造性的工作。阿罗是保险 经济学发展的先驱,更一般意 义上讲,他是不确定性经济学、 信息经济学和沟通经济学的发 展先驱。
前面的问题尚不仅于此,这种情况在现实中就极有可能成为社会 选择的最终结果。而这个结果表现为只有1号的意愿得以实现, 那么如果1号改变顺序,还按刚才的方式去进行比较,与其相适 应的社会结果将注定不以其他人的意志为转移,仍是以1号的选 择顺序为转移。 可见,在这种情况下利用少数服从多数的投票机制将不能产生一 个让所有人满意的结果。 阿罗不可能定理 ——如果一个社会决策机制满足上述性质,那 么它必然是一个独裁:所有的社会偏好顺序就是一个人的偏好顺 序。 满足上述四项条件的公众决策机制是不存在的。 如果企图寻找一个把个人偏好加总成社会偏好的方法,我们将不 得不放弃阿罗不可能定理中所描述的社会决策机制性质中的一个 性质。 阿罗不可能定理是对现代公共选择理论的极大支持 。——经济 生活中存在的只是一个个特殊的利益集团 .
5、阿罗不可能性定理 - 评价
阿罗不可能定理说明,依靠简单多数的投票原则,要在 各种个人偏好中选择出一个共同一致的顺序,是不可能 的。这样,一个合理的公共产品决定只能来自于一个可 以胜任的公共权利机关,要想借助于投票过程来达到协 调一致的集体选择结果,一般是不可能的。 阿罗涉及的这个问题有具有很大的代表性。阿罗阐释了 采取所谓多数表决的决定规则势必会出现独裁的现象。 我们通常认为多数表决是促成民主的决定原则,但在现 实中,它却不曾起到作用。就民主主义社会而言,阿罗 所谓的基于多数表达原理的投票结果有时会导致投票的 悖论效应,其观点颇具有重要的意义。
阿罗不可能性定理
Arrow's Impossibility Theorem
于畅
目录
阿罗不可能性定理 阿罗不可能性定理 阿罗不可能性定理 阿罗不可能性定理 阿罗不可能性定理 概述 产生 内容 推理 评价
1、阿罗不可能性定理 - 概述
阿罗不可能性定理是指,如果众多的社会成 员具有不同的偏好,而社会又有多种备选方 案,那么在民主的制度下不可能得到令所有 的人都满意的结果。定理是由1972年度诺 贝尔经济学奖获得者美国经济学家肯尼 思· 阿罗提出。 J·
2、阿罗不可能性定理 - 产生
阿罗不可能定理的证明并不难,但是需要严格的数学逻辑思维。 关于这个定理还有一段情节颇为曲折的故事。 阿罗在大学期间就迷上了数学逻辑:读四年级的时候,波兰大 逻辑学家塔斯基到阿罗所在的大学讲了一年的关系演算, 阿罗 在他那里接触到诸如传递性、排序等概念 在此之前. 阿罗对 他所着迷的逻辑学还是全靠自学。 后来, 阿罗考上研究生.在哈罗德霍特林的指导下攻读数理经 济学 他发现,逻辑学在经济学中大有用武之地 就拿消费者的 最优决策来说吧, 消费者从许多商品组合中选出其最偏好的组 台、这正好与逻辑学上的排序概念吻和。 在1948年芝加哥考尔斯经济研究委员会, 阿罗出于某种原因 对选择政治学发生了浓厚的兴趣: 他发现在某些条件下,“少 数服从多数”的确可以成为一个合理的投票规则。但是一个月 后, 他在政治经济学杂志里发现布莱克的一篇文章已捷足先登, 这篇文章表达了同样的思想看来只好再一次半途而废了。
阿罗不可能性定理的意义:
(1)积极意义 ①结束了人们对于投票悖论解决方法无休止的探究; ②极大提升了人们对于社会的认识; …… (2)消极意义 ①成为规范经济学发展的 一个不可 如何把个体 逾越的障碍; 的偏好整合 ②使社会偏好的整合成为 一个世 成社会偏好 界性难题; 呢?
现实中如何达到真正的民主?
例子:阿罗所谓两个公理和四个民主决策四个 条件的矛盾性
按照阿罗的理论,假设有7个人聚在一起吃饭,这7个人对餐饮的偏 好顺序如下所示: 1号 中餐 西餐 日本餐 2号 日本餐 中餐 西餐 3号 日本餐 中餐 西餐 4号 日本餐 中餐 西餐 5号 西餐 日本餐 中餐 6号 西餐 日本餐 中餐 7号 西餐 日本餐 中餐 由上可以看出,就中餐和西餐而言,1至4号喜欢中餐,5至7号喜 欢西餐,故中餐以4比3取胜;再将西餐和日本餐比较,1号和5至7 号喜欢西餐,2至4号喜欢日本餐,即西餐以4比3取得获胜。 如果依照公理2的传递性由前面 中餐>西餐 西餐>日本餐 可以得出中餐>日本餐 但是看之前7个人的顺序只有1号会认为中餐比日本餐好
1949年阿罗担任兰德公司的顾问。这个为给美国空军提供咨询 而建立起来的公司那时的研究范围十分广泛,包括当时尚属鲜 为人知的对策论。阿罗在帮同事接近一些问题的时候发现: “少数服从多数”一般来说不能将个人的偏好汇集成社会的偏 好, 阿罗猜测也许会有其他方法。几天的试探碰壁之后, 阿 罗怀疑这个问题会有一个不可能性的结果。果然, 他很快就发 现了这样一个结果; 几个星期以后, 他又对这个结果作进一 步加强。 从1947年萌发胚芽到1950年开花结果,阿罗不可能定理的问 世可谓一波三折, 千呼万唤始出来, 而且颇有点 无心插柳的 意味。但是,正是在这无心背后的对科学锲而不舍的追求,才 使逻辑学在社会科学这块他乡异壤开出一朵千古留芳的奇葩 这 不能不说是耐人寻味的。 1951年阿罗在他的现在已经成为经济学经典著作的《社会选择 与个人价值》一书中,采用数学的公理化方法对通行的投票选 举方式能否保证产生出合乎大多数人意愿的领导者进行了研究。 结果,他得出了一个惊人的结论:绝大多数情况下是——不可 能的!更准确的表达则是:当至少有三名候选人和两位选民时, 不存在满足阿罗公理的选举规则。
了解了阿罗不可能性定理之后,大家可能认为想要真正的民主如何讲?其 实也是有办法的,就是打分,这一理论早就有,只是我们很少用在管理学 的决策上。比如在电视节目上,一个人表演节目,下面会有几个评委评分, 然后把得出的平均分作为最终结果,我们做表决的时候也可以应用这个方 法。还有在一些大型规模的比竞技赛中,通常的结果取决于若干个评委打 分再去掉最高分和最低分后的平均分,这样就保证了公平。 那么如果应用打分方法去解决前面几个人偏好的问题,同样可以直接让7 个人分别去对中餐、西餐、日本餐打分,这样就很容易的分辨出集体对中 餐、西餐、日本餐的偏好程度了。 此外,最近兴起的返利网站实现了三方共赢的模式。返利网上有很多链接, 如淘宝、当当、卓越等知名网站,通过返利网买这些网站的东西,返利网 可以返还一定金额的现金,顾客得到现金返还能省很多钱,返利网能增加 会员,而商家呢,又把商品卖出去,这样也使有着不同偏好的社会成员同 时得到满意结果成为可能。
那么,能不能设计出一个消除循环投票,做出合理决策的投票 方案呢?阿罗的结论是:根本不存在一种能保证效率、尊重个人 偏好、并且不依赖程序的多数规则的投票方案。简单地说,阿 罗的不可能定理意味着,在通常情况下,当社会所有成员的偏 好为已知时,不可能通过一定的方法从个人偏好次序得出社会 偏好次序,不可能通过一定的程序准确地表达社会全体成员的 个人偏好或者达到合意的公共决策。 这个结果是令人震动的:一个社会不可能有完全的每个个人的 自由——否则将导致独裁;一个社会也不可能实现完全的自由 经济——否则将导致垄断。人们对社会的认识达到一个新的高 度。因此阿罗的不可能定理一经问世便对当时的政治哲学和福 利经济学产生了巨大的冲击,甚至招来了上百篇文章对他的定 理的驳斥。 事实上,阿罗的不可能性定理经受住了所有技术上的批评,其 基本理论从来没有受到重大挑战,可以说是无懈可击的,于是 阿罗不可能定理似乎成为规范经济学发展的一个不可逾越的障 碍。