《反直覺的賽局思維》:就像較傳統的賽局理論,貝氏定理給我們機會做更好的決定

《反直覺的賽局思維》:就像較傳統的賽局理論,貝氏定理給我們機會做更好的決定
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我們想讓你知道的是

賽局理論可以說是一種對人類互動方式的數學化研究,從桌遊博弈、約會選擇、競標拍賣,到電影中的死亡飆車,甚至古巴飛彈危機時期的核對峙,都跟賽局理論有關。本書作者布萊恩.克雷格是英國著名科普作家與演說家,他深入研究賽局理論繽紛有趣的歷史和重大的發現,讓這個經常被誤解的研究領域,變得更容易學習。

文:布萊恩.克雷格(Brian Clegg)

大腦會玩遊戲嗎?

除了拍賣的技術領域外,賽局理論看似抽象的數學、不符合真實的世界,因為賽局理論假設參賽者都是理性的,而且會根據可取得的資料做出最佳的選擇——這和人類行為真實的情況非常不同。但是證據顯示,至少在神經元相互作用的層面上,大腦功能的某些方面反映出賽局理論背後的邏輯程序。

在一般生活中,大部分的人在做決定時不會坐下來計算一大堆數學,這個計算出結果的過程可能會讓大腦覺得疲勞。但並不表示沒有心智的流程。從大腦似乎會運用貝氏定理(Bayes’ theorem)中就可以看得出來。這是個很強大的或然率工具,而且通常看似很反直覺,但是這很類似神經網路互動的方式。

貝氏定理是一種機制,可以將我們已知的或然率轉換為我們想知道的或然率。由於本書是在新冠肺炎疫情期間撰寫的,現在有一個很類似的例子,那就是醫學檢驗的有效性。在本書撰寫時,有兩種主要的檢驗方法:聚合脢連鎖反應(polymerase chain reaction)檢驗是最好的,但是很昂貴而且需要好幾天才有結果。另一種是側向流體免疫層析法(lateral flow test),可以在一小時內完成而且便宜得多,但是比較不可靠。

所有的檢驗方式都會發生兩種或然率。檢驗結果說你沒確診,但其實你確實病了(假陰性),以及檢驗結果說你確診,但你並沒有生病(假陽性)。檢驗避免假陰性的能力稱為敏感性(sensitivity),而避免假陽性的能力稱為特異性(specificity)。側向流體免疫層析法是兩種檢驗方式中較不可靠的,所以使用其中一種檢驗方式時,必須確定檢驗結果的或然率具有意義。

一項最近的研究發現,最好的側向流體免疫層析法檢驗在專業實驗室進行時,特異性是99.68%,敏感性是76.8%,但家用快篩的執行結果卻降到57.5%。較低的百分比是比較重要的,因為使用快篩的目的就是要避免像在實驗室檢驗那樣花時間,因此在這個例子中,我們將使用最低的敏感性數字。特異性告訴我們的是,如果你沒得新冠肺炎卻驗出陽性的機率是0.32%,而敏感性告訴我們的是,如果你得了新冠肺炎卻驗出陰性結果的機率是42.5%。但這些都無法提供我們真正想要的資訊。

我們就以假陽性為例來看看。特異性就是你沒有得到新冠肺炎,檢測結果卻是陽性的機率。但我真正想知道的是如果我驗出陽性卻沒得到新冠肺炎的機率。貝氏定理是一種機制,可以將一種或然率轉換成另一種——但我們還需要兩個資訊。其中一個就是感染率,另一個則是有多少人檢驗。在本書寫作時,英國的全國感染率平均是10萬分之40,而一天接受側向流體免疫層析法檢驗的人數是100萬。所以在100 萬受測者中,約有400 人得病。其中約有230人會使用家用快篩。同樣的,在沒有得病的99萬9,600人中,0.32%的人會測出假陽性,大約是3,200人。

我們可以說3,200個陽性結果是假的,而230是真的。所以當你檢測出陽性而且真的得病的機率是230 / 3,430,大約是14.9分之1,也就是6.7%的機率。實際上,情況更複雜,因為疾病在全國各地的蔓延速度並不平均。這些數字只適用於一般地點——如果你所在的地點沒有感染的平均數,那麼你就要根據所在地的資料調整百萬分之400這數字。

大部分的人比較擔心假陰性,而不擔心假陽性。假陽性代表你可能有一段時間要進行不必要的隔離,但是假陰性代表你可能有傳染性卻還到處走動,或甚至病況可能變得很嚴重。敏感性57.5%,表示得了病而且有57.5%的機率會驗出陽性,所以表示有42.5%的機率可能得了病但是驗出的結果是陰性。但是如果你的檢驗結果是陰性,但你其實得了病的機率是多少?以全國各地的病況分佈的前提,在陰性結果中,99 萬6,400 人沒有得病,而170人得病。所以驗出陰性結果,但其實卻得了病的機率就是170/996,400,也就是0.017%。

我們現在更了解檢驗結果了。如果我的檢驗結果是陽性,雖然我應該自我隔離,但不應該恐慌,因為有93.3%的機率我並沒有得病。然而貝氏統計會要求,如果有其他先前的資訊就必須更新結果。舉例來說,如果我有些症狀,我不屬於總人口的一部分,而是有新冠肺炎症狀的少數人口。在這群人之中,得病的人數就比10 萬分之40 還要高出許多。如果我檢驗出陰性結果,雖然整個人口中驗出假陰性的機會非常低,但是因為檢驗相對不精確,所以應該再做第二次檢驗,才能假設陰性的結果是正確的。

賽局理論和現實情況

將貝氏定理套用至真實生活的情況中時,看來似乎很反直覺。數學計算對我們來說並非自然的事。

但大腦似乎有個迴路會執行這個機制,而不必計算數字。舉例來說,研究我們動作控制的方式,顯示大腦會結合感官輸入的經驗資料,以及這個資料有多可靠,以產生動作。就像較傳統的賽局理論,貝氏定理給我們機會做更好的決定。

雖然大部分的經濟學家從沒有真正掌握賽局理論,但賽局理論仍被廣泛使用於其他領域。搜尋一下文獻就會發現,每年有數千份學術報告使用賽局理論,應用的範圍之廣令人訝異。研究2019到2020年發表的報告,有一份報告運用得特別恰當,利用賽局理論來判斷哪一種比較有效,是以隔離檢疫為預防措施,還是完全隔離有傳染力的疾病。(報告的建議是,當疾病普遍時應該兩者並行,但是當疾病不盛行時,隔離檢疫的影響比完全隔離要來得好。)