«Парадокс Кондорсе»: оружие не из простых. Парадоксы голосования
Тех, кто хотел бы узнать больше о такой, казалось бы, ничтожной теме, как простая голосовалка - приглашаю под кат.
Дисклаймер
Статья не претендует на историческую и научную точность. У автора нет научных публикаций и прочих заслуг по данной теме. Тем не менее, автор считает данную тему важной.Проверяем хабр
Единственное упоминание о парадоксе Кондорсе (не путать с теоремой Кондорсе о жюри присяжных) есть в комментарии пользователя TimTowdy .Немного о Кондорсе
КОНДОРСЕ Жан Антуан Никола., (1743-1794) - математик, экономист, философ, политический деятель (скорее, оппозиционер эпохи свержения французской монархии), автор книги "Эскиз исторической картины прогресса человеческого разума. " (1794) (Вдумайтесь в название!). Хотя он был не только и не столько математиком, остановимся только на математической стороне его личности. Отметим лишь, что политика, в конечном итоге, стала причиной его гибели.Жан был дружен с Д"Аламбером, который был старше его на 26 лет, и Лагранжем. В 23 года он представил свой первый труд, посвященный интегральному исчислению, который закономерно получил лучшие отзывы Д"Аламбера и Лагранжа. Через 4 года он стал членом Французской АН, где на него возлагали надежды, связанные с расчетом траекторий комет. Однако Жан Антуан не стремился к полному погружению в математическую теорию, а продолжал участие в светской, политической жизни и азартных играх, по причине чего постепенно сместился к теории вероятности. В 1785 году он опубликовал работу, обозначив в ней понятие Паpадокса Кондоpсе (или Эффекта Кондорсе ). Работа была посвящена пpоблемам пpинятия коллективных pешений в ходе выбоpов депутатов пpовинциальных ассамблей . Также следует упомянуть, что с 33-х лет он был членом Петербургской АН.
В чем смысл
Представим себе группу из 10-ти участников, из которых трое являются лояльными к употреблению алкогольных напитков (для краткости, алкоголики), и семеро - непримиримыми противниками (для краткости, трезвенники). Предоставим им бюллетень для одиночного (RadioButton) голосования на тему:Казалось бы, мнение трезвенников должно быть решающим, ведь они в большинстве. Но!
Смотрим результаты
Каких напитков должно быть больше на полках магазинов
Что дальше
Важно упомянуть Теорему Эрроу , согласно которой число пунктов репрезентативной голосовалки должно быть равно одному (лайк-дислайк) или двум. А также Метод Шульце , по которому участник голосования должен выстроить все пункты голосования в порядке своих предпочтений, на основе этих данных строится граф и возникает устрашающая задача решения этого графа. Также, соответствующие ссылки у ЖЖ-юзера falcao.Заметки на полях
Подчеркнем важность понятия дислайков (пункта «против»). Это не просто выражение мнения недовольных и скептичных, а важный элемент репрезентативности.<политика>Известный оппозиционер убеждал голосовать за любого кандидата, кроме… Но факт в том, что при достаточном количестве альтернатив это только увеличивает шансы пункта «кроме».
Наиболее интересными в плане перспектив обсуждения являются «спорные» комментарии, которые набрали максимальное количество лайков+дислайков в примерно равной пропорции. Есть смысл выносить эти данные в рейтинги.
UPD:
Спасибо уважаемому неизвестному участнику, подарившему мне инвайт! Благодарен, за оказанную мне честь в виде принятия в почетное хабра-сообщество.
Согласно пpинципу Кондорсе для опpеделения истинной воли большинства необходимо (в отличие от стандаpтных методов избpания депутата относительным или абсолютным большинством голосов), чтобы каждый голосующий пpоpанжиpовал всех кандидатов в поpядке их пpедпочтения. Это в корне отличается от принятых сегодня в России методов избрания президента [ ТСДНЭ ] , депутата или губернатора [ ТСДНЭ ] относительным или абсолютным большинством голосов.
Рассмотpим для лучшего понимания пpинципа Кондоpсе числовой пpимеp из его pаботы.
Будем использовать общепpинятые обозначения. Выpажение A > B > C означает, что голосующий пpедпочитает кандидата A кандидату B, а кандидата B - кандидату С.
23 человека: A > C > B 19 человек: B > C > A 16 человек: C > B > A 2 человека: C > A > B
Пpи сpавнении A с B имеем:
23 + 2 = 25 человек за то, что A > B; 19 + 16 = 35 человек за то, что B > A.
По теpминологии Кондоpсе мнение большинства состоит в том, что В лучше А.
Сpавнивая А и С, будем иметь:
23 человека за то, что A > C; 37 человек за то, что C > A.
Отсюда, по Кондоpсе, заключаем, что большинство пpедпочитает кандидата С кандидату А.
Наконец, сpавним С с В:
19 человек за то, что B > C; 41 человек за то, что C > B.
Таким обpазом, по Кондоpсе воля большинства выpажается в виде тpех суждений: C > B; B > A; C > A, котоpые можно объединить в одно отношение пpедпочтения C > B > A и если необходимо выбpать одного из кандидатов, то, согласно пpинципу Кондоpсе, следует пpедпочесть кандидата С.
Сpавним этот вывод с возможным исходом голосования по мажоpитаpной системе [ ТСДНЭ ] относительного или абсолютного большинства. Для вышепpиведенного пpимеpа голосование по системе относительного большинства даст такие pезультаты: за А - 23 человека, за В - 19 человек, за С - 18 человек. Таким обpазом, в этом случае победит кандидат А.
Таким обpазом, пpавила игpы будут опpеделять победителя, и эти победители будут pазными пpи pазличных пpавилах голосования.
В другом примере, рассмотренном Кондорсе, по итогам голосования выделяются тpи утвеpждения: B > C, C > A, A > B. Но вместе эти утвеpждения пpотивоpечивы. В этом и состоит паpадокс (эффект) Кондоpсе (или паpадокс голосования). В этом случае оказывается невозможным пpинять какое-то согласованное pешение и опpеделить волю большинства. В дpугой фоpме паpадокс Кондоpсе возникает пpи постатейном пpинятии некотоpого постановления или закона, когда каждая из статей закона пpинимается большинством голосов, а поставленный на голосование закон в целом отвеpгается (иногда даже стопpоцентным большинством голосующих).
Тpетьей веpсией паpадокса Кондоpсе является пpинятие таких коллективных pешений, котоpые на индивидуальном уpовне не поддеpживал ни один из голосующих. Пусть у нас имеются три человека, голосующих по трем вопросам. Первый их них голосует «да-да-нет», второй - «да-нет-да», третий - «нет-да-да». Суммарный итог голосования подсчитывается как соотношение сумм голосов «да» и «нет» по каждому из вопросов. В рассмотренном случае суммарный итог голосования будет «да-да-да». Этот итог не отражает мнения ни одного из голосовавших и, естественно, не удовлетворяет никого.
Это явление называется "парадоксом голосования". Парадокс заключается в том, что при участии в голосовании большого числа участников ни один из отдельных голосов не сможет заметно повлиять на его результаты. Кроме того, ни один из участников голосования не станет нести издержки с тем, чтобы получить информацию и воспользоваться сбоим
Другая трудность, связанная с принятием решений большинством голосов, называется парадоксом голосования. Это ситуация, в которой общество не может четко определить приоритетность своих предпочтений путем голосования.
Политические (общественные) решения принимаются на основе выявления предпочтений граждан или членов любого другого сообщества. Чаще всего в современных условиях это предполагает голосование путем объявления своей позиции каждым имеющим право голоса субъектом и определенной процедуре принятия общественного решения. Самый распространенный принцип принятия решения при голосовании - правило большинства голосов. При принятии решения большинством голосов возможна ситуация, когда общество не может четко определить приоритетность своих предпочтений - так называемый парадокс голосования. Это происходит тогда, когда предпочтения каждого из голосующих транзитивны, однако предпочтения общества в целом транзитивностью не обладают. Часто общественные решения, принятые большинством голосов, отражают позицию "среднего избирателя", чьи предпочтения располагаются в середине некоторой возможной шкалы. Например, объем производства некоторого общественного блага будет в таких случаях близок к величине, средней между его максимальным и минимальным количествами.
Однако коллективный выбор не всегда приводит к устойчивым результатам. Чтобы убедиться в этом, немного изменим только что рассмотренный профиль предпочтений третьей группы, поменяв местами альтернативы Т и С. В результате мы получим профиль предпочтений , порождающий так называемый парадокс голосования
Теорема Эрроу о невозможности развивает представления о несостоятельности общественного (коллективного) выбора, показанные в парадоксе голосования. С позиции Эрроу, функция общественного благосостояния - это не просто определенные упорядоченные общественные предпочтения в отношении альтернативных общественных состояний, а сам механизм (процедура) такого упорядочивания, своего рода набор правил (конституция). Действительно, очевидно, что для перехода от индивидуальных предпочтений к общественным требуется какой-то механизм агрегирования первых во вторые. Естественным стремлением в ответ на парадокс голосования является попытка сконструировать этот механизм (функцию общественного благосостояния по Эрроу) таким образом, чтобы он обеспечивал транзитивность общественных предпочтений . При этом Эрроу предложил четыре минимальных и весьма умеренных требования, которым этот механизм должен отвечать.
Парадокс голосования возникает не всегда. Действительно, ранее мы показали, что при голосовании за определенный уровень общественных благ было четко определенное равновесие при голосовании простым большинством, которое соответствовало предпочтениям медианного избирателя . Что отличает те случаи, при которых равновесие существует, от тех, при которых оно отсутствует
Парадокс голосования Предпочтения с одним максимумом Теорема невозможности Эрроу Равновесие Линдаля
Экономисты обычно предполагают, что индивидуальные потребители все же имеют устойчивые предпочтения . Конечно, это не может быть полностью верным мы зачастую изумляемся сегодня тому, зачем мы купили что-то вчера, даже когда мы знали совершенно точно, что покупали. Кроме того, многие проблемы голосования возникают вновь, когда мы думаем о семье как основной потребительской единице . Семьи стремятся разрешить парадокс голосования путем учета только предпочтений родителей. (Покажите, что парадокс голосования не может возникнуть, если не имеется по крайней мере трех принимающих решения лип.)
Почему конституционная поправка или общий закон, ограничивающий дефицит, могли бы помочь сократить дефицит или расходы, если Конгресс не может сейчас сократить расходы Ответ таков, что вследствие сговоров и парадокса голосования объемы расходов, определенные в условиях давления абсолютно со всех сторон, могут значительно отличаться от тех, которые могли бы быть достигнуты в результате взаимных уступок.
Ключевой вопрос. Объясните парадокс голосования, обратившись к нижеприведенной таблице, которая показывает приоритетность трех общественных товаров для избирателей Ларри, Керли и Моу.
Парадокс голосования (paradox of voting) - ситуация, при которой голосование на основе принципа большинства не обеспечивает выявление действительной структуры предпочтений общества относительно предложения товаров и услуг.
В результате предпочтения такого коллектива нетранзитив-ны школа предпочитается парку, парк предпочитается кафе, а кафе предпочитается школе. Круг замыкается, и окончательное решение не может быть принято. Налицо парадокс голосования.
Парадокс голосования называют также парадоксом Кондорсе по имени французского философа и математика маркиза М. Ж. А. Кондорсе (1743- 1794)
Парадокс голосования (voting paradox) - зависимость результата ранжирования альтернатив, выполняемого путем голосования, от последовательности сравнения альтернатив
Наличие парадокса голосования открывает путь к так называв мому процедурному манипулированию индивиды, наделенные пра вом формулировки вопросов, определения последовательности вы несения их на голосование и контроля за другими аспектами проце дуры принятия решений , оказываются в состоянии добиваться вы годных для себя решений. Проиллюстрируем этот тезис с помощы нашего примера. Если правом определять процедуру голосований обладает индивид 1, он может сформулировать правило, согласие которому отклоненные варианты исключаются из дальнейшего рас
Следует отметить, что возможность нетранзитивности есть одно из нежелательных следствий многомерного характера сравнения нескольких эмпирических методов. Это вполне аналогично парадоксу голосования и может возникнуть всякий раз, когда выбор эмпирического метода определяется решением какой из претендующих эмпирических методов имеет большее количество предпочтительных характеристик. Для обсуждения парадокса голосования см. .
В какой-то степени логроллинг помогает преодолеть парадокс голосования. В нашем примере, иллюстрирующем парадокс Кондорсе, если две из трех групп могут договориться между собой о выборе двух программ и поменять свои предпочтения таким образом, чтобы прошли те про-
Осуществление выбора посредством политической системы ставит весьма специфические проблемы. Одна из них - это парадокс голосования, описанный в окне 4-2. Трое или больше людей могут оказаться не в состоянии при голосовании по принципу простого большинства осуществить непротиво-
Кеннет Эрроу из Стэнфорла получил Нобелевскую премию по экономике, в частности, за свою работу, показывающую, что общество не может найти процедуру принятия непротиворечивых, согласованных решений, если только эти решения не оставлены на усмотрение одного лица. Демонстрация этого положения основана на парадоксе голосования.
Три друга решают, как им провести вечер. Один предпочитает театр, другой - кино, третий - цирк. Но никто на своем особенно не настаивает, согласен, на худой конец, пойти с друзьями куда угодно. Тем более, что они не знают, куда легче достать билеты. Андрей предлагает такой маршрут: сначала к кассам театра, потом кино, а затем цирка. Борис считает иначе: цирк, театр, кино. Пожелание Вадима: кино, цирк, театр. Ну что же, придется решать голосованием. Куда захочет большинство, туда все и пойдут.
Итак, театр или кино? Андрей и Борис отдают предпочтение театру, только Вадим - кино. Двумя голосами против одного театр одерживает верх над кино. Кино или цирк? Андрей и Вадим больше склонны пойти в кино, Борис - в цирк. Большинством голосов выбирается кино.
Цирк или театр? Двумя голосами против одного принимается решение пойти в цирк. Вы уже заметили, наверное, что голосование ничего не дало. Не ясно, чего же хочет большинство. Идти в кино? Однако за театр было ведь отдано больше голосов. Тогда - в театр? Но за цирк высказалось больше, чем за театр. В цирк пойти? Результаты голосования показали, что большинство отдает предпочтение не цирку, а кино. Словом, получился замкнутый круг.
Странному парадоксу, возникающему при подсчете голосов за и против, французский философ и математик Кондорсе посвятил в 1785 году обширное исследование. Вот еще пример парадокса, названного именем этого математика.
60 депутатов парламента должны выбрать себе председателя из трех кандидатур. Для простоты обозначим их первыми буквами фамилий: А, Б и В.
Обычно тайное голосование в таких случаях производится следующим путем: каждый депутат пишет фамилии кандидатов в порядке их предпочтительности для него. У нас возможны шесть комбинаций: АБВ, АВБ, БАВ, БВА, ВАБ, ВБА. Приводим пять из них. 23 голоса - за последовательность АБВ, 2 голоса - за последовательность БАВ, 17 голосов - за последовательность БВА, 10 голосов - за последовательность ВАБ, 8 голосов - за последовательность ВБА.
Выходит, А предпочтительнее Б для 33 депутатов, Б предпочтительнее А для 27 депутатов, Б предпочтительнее В для 42 депутатов, В предпочтительнее Б для 18 депутатов. И, наконец, В предпочтительнее А для 35 депутатов, А предпочтительнее В для 25 депутатов.
Иными словами, А более подходящий большинству кандидат, чем Б, Б более подходящий, чем В, а В более подходящий, чем А.
Мы опять очутились в замкнутом кругу. Исход голосования непонятен, снова парадокс Кондорсе. Статистика показывает, что этот парадокс возникает в 6-9 случаях из 100 голосований по системе предпочтительности. Поискам выхода в подобных ситуациях посвящено немало математических исследований. Но пока все безрезультатно.
P. S. О чем еще говорят британские ученые: о том, что было бы забавно, если бы парадокс Кондорсе случайным образом разрешил какой-нибудь юный вундеркинд, решающий задачи ОГЭ по математике. К слову об ОГЕ, по ссылке в вы сможете узнать расписание ОГЭ на 2017 год.
Парадокс Кондорсе. Суть парадокса Кондорсе (парадокс голосования) состоит в выявлении предпочтений общества, где не существует единодушия по поводу принятия тех или иных альтернативных программ, т. е. в выборе оптимальной программы общественных предпочтений.
Из микроэкономики известно, что индивиды поступают рационально при выборе между различными альтернативами. Например, если вы яблоки любите больше, чем груши, а груши - больше, чем апельсины, то при выборе между яблоками и апельсинами вы предпочтете яблоки.
Если человек в состоянии осуществить рациональный выбор, то и общество в целом способно осуществить такой коллективный рациональный выбор.
Коллективный рациональный выбор может быть осуществлен по принципу большинства при голосовании за одну программу или между двумя программами. На практике приходится осуществлять выбор между несколькими программами.
Допустим, необходимо выбрать одну из трех альтернативных программ (А, В, С), которые представлены одинаковыми по численности группами (Красновым, Черновым и Беловым). Предпочтения избирателей по этим программам А, В, С ставят их на 1-е, 2-е или 3-е место. Эти предпочтения представлены в табл. 17.1.
Таблица 17.1
Предпочтения избирателей в случае очевидного большинства голосов
В случае очевидного большинства из табл. 17.1 видно, что общество (большинство избирателей) твердо предпочтут программу А. Эта программа стоит на первом месте у Краснова и Чернова, т. е. большинство голосов в этом случае позволило сразу выявить “победителя” среди других программ.
Но может сложиться ситуация, когда отсутствует очевидное большинство и предпочтения избирателей между этими программами могут быть расположены по-другому, как представлено в табл. 17.2.
Таблица 17.2
Предпочтения избирателей в случае отсутствия очевидного большинства голосов(парадокс голосования)
|
Ранги трех альтернативных программ |
|||
В этом случае возможны несколько вариантов попарного голосования и, соответственно, несколько вариантов исхода окончательного голосования.
Первый вариант: Вначале делается выбор между программами А и В. Очевидно, что большинством голосов выберут программу А, поскольку Краснов и Белов предпочитают эту программу, ставя ее соответственно на 1-е и 2-е места.
Затем делается выбор между программами В и С. В этом случае очевидно, что выберут программу В, поскольку Краснов и Чернов предпочтут эту программу, ставя ее на 1-е и 2-е места.
Второй вариант: Вначале делается выбор между программами А и С. Выберут программу С, поскольку Чернов и Белов за программу С.
Затем делается выбор между программами В и С. Выберут программу В, поскольку Краснов и Чернов за программу В.
Таким образом, общество будет бесконечно двигаться по кругу, поскольку попарное голосование превращается в бесконечный цикл.
Теория общественного выбора рассматривает эту проблему как парадокс Кондросе, или как проблему “манипулирования повесткой дня”. Парадокс Кондорсе показывает возможности председательствующего, чтобы протащить нужную ему программу.
Например, чтобы поддержать программу А, он устанавливает следующую процедуру голосования:
На первом этапе, если известно, что между программами А и С избиратели проголосуют за программу С, то против программы С нужно выставить хорошо подобранную программу В и проголосовать вначале между В и С. В этом случае выиграет программа В, а программа С выбывает из дальнейшей процедуры голосования.
На втором этапе, если выбирать между программами А и В, то с учетом итогов первого тура выиграет программа А, что и требовалось манипулятору (председательствующему).
Парадокс Кондорсе может рассматриваться как частный случай теоремы невозможности американского экономиста К. Эрроу.
В соответствии с теорией невозможности К. Эрроу рациональный коллективный выбор основан на пяти аксиомах, которые обобщены американским экономистом, лауреатом Нобелевской премии У. Викри:
- 1. Аксиома коллективной рациональности. Эта аксиома означает, что коллективный выбор должен быть осуществим для любой комбинации предпочтений участников голосования, т. е. свобода принятия решений для отдельных субъектов не ограничена.
- 2. Аксиома единогласия. Если каждый избиратель предпочитает альтернативу А альтернативе В, то это должно быть верно и для общества в целом.
- 3. Аксиома транзитивности. Если общество в целом предпочитает альтернативу А альтернативе В, а альтернативу В альтернативе С, то оно должно предпочитать альтернативу А альтернативе С.
- 4. Аксиома независимости от внешних альтернатив. Если избиратели осуществляют выбор между альтернативой А и альтернативой В, то этот выбор не зависит от альтернативы С.
- 5. Аксиома отказа от диктатуры. Эта аксиома означает, что никакой индивид (диктатор) не может навязать свои предпочтения обществу.
Первые четыре аксиомы, как показали исследования Эрроу, соответствуют диктаторским требованиям при осуществлении коллективного выбора. Это означает, что при демократическом правиле голосования процесс рационального коллективного выбора неосуществим, а соблюдение же всех пяти аксиом делает коллективный рациональный выбор невозможным.
Теория невозможности К. Эрроу гласит: не существует рационального правила коллективного выбора, учитывающего мнение всех членов общества.
Таким образом, представители теории общественного выбора считают, что в условиях демократии решения, принятые коллективно, совсем не обязательно будут рациональными или эффективными. Этот вывод показывает лишь несовершенство демократических процедур, но это не означает, что нужно отказываться от коллективного выбора.
