主题：【小球摘论】阿莱悖论

      20131126【小球摘论】阿莱悖论

      摘论号：00013    日期：2013年11月26日    摘手：董小球

生命如此珍贵，怎么过都是浪费啊。

 

阿莱悖论(allais paradox)是决策论中的一个悖论。出现阿莱悖论的原因是确定效应（Certain effect），即人在决策时，对结果确定的现象过度重视。

概述

阿莱悖论（Allais Paradox）是决策论中的一个悖论。

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1952年，法国经济学家、诺贝尔经济学奖获得者阿莱作了一个著名的实验：

对100人测试所设计的赌局：

赌局A：100%的机会得到100万元。

赌局B：10%的机会得到500万元，89%的机会得到100万元，1%的机会什么也得不到。

实验结果：绝大多数人选择A而不是B。即赌局A的期望值（100万元）虽然小于赌局B的期望值（139万元），但是A的效用值大于B的效用值，即1.00U(1m) > 0.89U(1m) + 0.01U(0) + 0.1U(5m)。【1】

然后阿莱使用新赌局对这些人继续进行测试，

赌局C：11%的机会得到100万元，89%的机会什么也得不到。

赌局D：10%的机会得到500万元，90%的机会什么也得不到。

实验结果：绝大多数人选择D而非C。即赌局C的期望值（11万元）小于赌局D的期望值（50万元），而且C的效用值也小于D的效用值，即0.89U(0) + 0.11U(1m) < 0.9U(0)

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阿莱悖论

+ 0.1U(5m)。【2】

而由【2】式得 0.11U(1m) < 0.01U(0) + 0.1U(5m)

1.00U(1m) - 0.89U(1m) < 0.01U(0) + 0.1U(5m)

1.00U(1m) < 0.89U(1m) + 0.01U(0) + 0.1U(5m)

与【1】式矛盾，即阿莱悖论。

阿莱悖论的另一种表述是：按照期望效用理论，风险厌恶者应该选择A和C；而风险喜好者应该选择B和D。然而实验中的大多数人选择A和D。

阿莱悖论的解释：出现阿莱悖论的原因是确定效应（Certain effect），即人在决策时，对结果确定的现象过度重视。

2另释

阿莱问题的提出

期望效用(Expected Utility)理论假设概率是线性的。针对其线性假设的最著名反例是阿莱悖论。阿莱悖论包含了两对二择一选择题。

从中可见，第一对选择题包含一个肯定备择方案和一个风险备择方案。第二对选择题实际上是从第一对选择题脱胎而来：消除了一个各方案所共同拥有的可能结果(0.89的概率获得$l 000 000)，选择A 便成了选择C而选择B便成了选择D。据阿莱报告，面临第一对二择一选择题时，大多数人偏爱A(肯定备择方案)，该选择在期望效用理论里意味着：

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u(1 000 000)>0.10u(5 000 000)+0.89u(1 000 000)+0.0lu(0)或(1-0.89)u(1 000 000)>0.10u(5 000 000)

然而，面临第二对二择一选择题时，大多数人则偏爱D，该选择在期望效用理论里意味着逆向的不等关系：

0.1lu(1 000 000)<0.10u(5 000 000)

以上结果违背了期望效用理论的独立性(independence)原则或称为“确定事件原则”(surething principle)。依独立性原则，人们对选择A(C)或选择B(D)的偏爱不应受到由0.89的概率所产生的共同结果值($l 000 000或$0)的影响。

自阿莱悖论问世以来，研究者在70、80年代陆续积累了许多实验证据，证明独立性原则会被违背。决策领域也因此新发展了许多修订线性假说的理性期望模型(rational expectations mode1)。这些模型大都从修正线性概率的假设人手，提出各可能结果的效用不再被客观概率所乘，而是被非线性的决策权重(decision weights)所乘。而决策权重不必遵守概率的数学定律，并假定互补事件(complementary even)的决策权重之和可以小于1，即，w(P)+ w(1一P)< 1。从而将期望效用理论无法解释为最大化反应的阿莱悖论等问题，又成功地描述为一种新的最大化的抉择反应。

以极具代表性的Kahneman和Tversky的期望理论(prospect theory)为例，该理论提出了一个非线性的权重函数π。其中，大中概率被权重函数所低估(underweighted)，小概率被权重函数所高估 (overweighted)。低估(underweighting)大中概率的结果可导致被权重的概率之和小于1，即，π(P)+ π(1-P)< 1。这种权重函数的特性被Kahneman 和Tversky称之为“次确定性”(subcertainty)。正是这所谓的“次确定性 化解了阿莱所发现的悖论： (1-O.89) u(1，000，000)> 0.10u(5，000，000)>0.1lu(1，000，000)，或，(1-0.89)>0.1l。请注意，期望理论是预先假定被人们选定的方案一定是具备了某种“最大值”的方案，即，在第一对选择题中，A 的“总价值”>B的“总价值”；在第二对选择题中，D 的“总价值”>C的“总价值”，从而演绎出“次确定性”关系：π(1.0)一π(0.89)>π(0.11)。

3实质

阿莱本人对阿莱悖论亦有自己的解释。他在获诺贝尔经济学奖演讲时，阐述了他对以他名字命名的阿莱悖论的看法：“阿莱悖论”只是在外表上显得自相矛盾，它实际上符合了非常深刻的·，22理现实——接近必然时对安全的偏好。

该文对阿莱悖论所作的研究设计是基于对一所谓“齐当别”抉择模型的检验。这一抉择模型认为决策者的认知能力无法胜任最优化模式所需要的精确定量计算，也不能够以“效用”或者“心理距离”的方式表达对选择对象整体估算的结果。因而假定：左右人类风险决策行为的机制不是最大限度地追求某种形式的期望(expectation)值，而是某种形式上辨察选择对象之间是否存在优势性(dominance)关系。借助一表征系统(最好和最坏可能结果维度)来描述涉及了阿莱选择题的备择方案，该模型将人类的抉择行为描述为一种搜寻一备择方案在主观上优势于另一备择方案的过程。即：在方案A(C)在最坏可能结果维度上优越于方案B(D)，而方案B(D)在最好可能结果维度上优越于方案A(c)的情况下，为了利用“弱优势”(weak dominance)原则达成决策，人们必须在一维度上将差别较小的两可能结果人为地“齐同”掉，而在另一维度上将“辨别”差别较大的两可能结果作为最终抉择的依据。

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“齐当别”模型看阿莱悖论的方式与现代派生的理性期望模型很不一样。该模型注意到，若假设人们对金钱的主观价值函数(效用)为非线性的凹型，在第一对选择题中，B方案的“坏结果”(获零元)与 A方案的“肯定结果”(获一百万元)之间的差异显得非常突出；而在第二对选择题中，D方案的“好结果”(获五百万元)与C方案的“好结果 (获一百万元)之间的差异显得非常突出(见图1)。这意味着，在第一对选择题中大部分人的决策是在最坏可能结果维度上进行，在第二对选择题中大部分人的决策是在最好可能结果维度上进行。阿莱悖论的产生，是因为人们的先后两次决策不是固定在同一维度上进行。

认为先后两次决策不是在同一维度上进行，从而导致违背期望效用理论之公理的分析亦可应用于违背不变性(invariance)原则的“亚洲疾病问题。

在著名的“亚洲疾病问题 中，B方案的“零一结果(最坏可能结果)与A方案的“肯定结果 (200人将生还)之间的差异在正面框架里显得非常突出，而D 方案的“零一结果 (最好可能结果)与C方案的“肯定结果 (400人将死去)之间的差异在负面框架里显得非常突出(见图2)。这意味着，当正面表征时大部分人的决策是在最坏可能结果维度上进行，当负面表征时大部分人的决策是在最好可能结果维度上进行(操纵维度差别而产生的反例见Li )。

从图1和图2中可见，改变“共同结果值 和更替“正负框架均可以改变最好和最坏可能结果维度上的相对差别。因此，如果研究者借此尝试将原问题中的维度差别朝相反方向转换，便有可能产生与原阿莱悖论相反的选择结果。在这种思路的指导下，作者设计了一系列涉及阿莱悖论的实验，如，“登山队问题州引以及“瓦斯爆炸问题 。在Li的登山队问题中，被试所表现出的不一致的冒险趋势也违背了期望效用理论的独立性原则，但是其违背的类型与阿莱悖论完全相左。即大多数被试在第一对选择题中选择风险备择方案，而在第二对选择题中变换其选择。这是因为，在第一对选择题中，B方案的 “坏结果(救活不了任何人)与A方案的“肯定结果 (肯定救活1人)之间的差异被设计成相对不显著；而在第二对选择题中，B方案的“坏结果 (89%的机会救活不了任何人)与A方案的“坏结果 (67%的机会救活不了任何人)之间的差异却被设计成相对显著。在Li和Adams的瓦斯爆炸问题中，期望效用理论的独立性原则在正面框架中被人遵守但是在负面框架中却被人违背。这是因为，在正框架里所操纵的“共同结果值”变化是为了促使大部分人的两次决策都在最坏可能结果维度上进行，而在负框架里所操纵的“共同结果值 变化则是为了鼓励大部分人的两次决策分别在两个不同可能结果维度上进行 (第一次决策是在次好 可能结果维度上进行；第二次决策是在最坏可能结果维度上进行)。所收集到的数据表明：只有“共同结果值 的变化能够改变不同维度上可能结果的大小差异，阿莱悖论才有可能产生；改变了“共同结果值”而没有改变不同维度上可能结果的大小差异，阿莱悖论则不可能产生。

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为进一步验证人们对阿莱选择题的反应确实是受“齐当别 策略的支配，此项研究采用了一种称为 “判断 的任务。它将各备择方案的最好结果相互配对，又将各备择方案的最坏结果相互配对。然后要求被试判断哪一种结果之间的差异最大。被试若判断最好结果之间的差异最大，“齐当别”模式则推测，被试应挑选最好配对中拥有较好结果的方案(B或 D)。反之，被试若判断最坏结果之间的差异最大， “齐当别 模式则推测，被试应避免最坏配对中拥有较坏结果的方案(B或D)。请注意，在第一对选择题中，肯定方案的结果本身既可看成是最好结果(与 B的最好结果相比较时)又可看成是最坏结果(与B的最坏结果相比较时)。因此，人们选择方案A(保守方案)，是因为被试在最坏结果之间(“肯定获一百万元”对“0.01的概率获得零元”)刻意避免了方案B 所提供的较坏结果(0.01的概率获得零元)；人们选择方案B(冒险方案)，是因为被试在最好结果之间 (“肯定获一百万元”对“0.10的概率获得五百万元 ) 精心挑选了方案B所提供的较好结果(0.10的概率获得五百万元)。

4实验

实验设计

1）材料

此项实验要求被试次第完成两种任务：选择任务和判断任务。选择任务即阿莱的选择题，呈现给被试的选择题如前部所示。判断任务如下所示：第一对判断题(选出差别最大的配对)

F：“肯定获一百万元”对“0.10的概率获得五百万元”

G.“肯定获一百万元”对“0.01的概率获得零元” 第二对判断题(选出差另1最大的配对)

I：“0.11的概率获得一百万元”对“0.10的概率获得五百万元”

J：“0.89的概率获得零元”对“0.90的概率获得零元”

反应顺序为：第一对选择题、第一对判断题、第二对选择题、第二对判断题。

2）实验结果

阿莱式的选择结果意味着，选择类型与共同结果值之间存在着一定的关系。当共同结果的值为 $1，000，000时，人们喜欢肯定备择方案；当共同结果的值减至$0时，人们变换其选择方案。若考虑 “第三变量”(判断类型)，便可获得更多的信息，并构成列联表(表1)。

如表1所示，在第一次选择和判断中，此项实验有过半数的被试(61%)喜欢风险方案B。其结果与阿莱式的选择结果不尽相符，然而，选择变异可以被判断类型所解释的效应(phi squared)为显著性水平的11%(pu(落选硬币的值)。让人们研究“金钱错觉，特别是家境贫困孩子的“金钱错觉 ，从而推导出这能使以上不等式成立的U函数。将客观标准的值换成主观标准的值后，小男孩的行为就变得可以理喻了。换言之，这领域里的研究者总是从预测失败中想到“最大化 的标准可能出了差错，要做的事是再接再厉修改不符实际的“最大化标准，而鲜有人怀疑“最大化 的原则本身会出错。

然而，根据人们的实际选择演绎出非线性的价值函数(如在受益和受损区域分别为凹型和凸型的 s状价值函数v)和非线性的权重函数(如π函数)，然后利用演绎出的非线性函数来让人信服修正后的 “最大化 选择模型是有效度的，这种做法并不能证明“最大化 假设本身是正确的。这样做犹如能寻觅到证据来证明一古老的假设— — 地球是扁平的。寻求证据说明被选中的方案是可以被主观函数演算成具有某种“最大值 ，就好比寻求证据说明心理反应 (如，扭曲，错觉，放大等)是物理变化的非线性函数。虽然人们可以不断找出比传统对数函数更适合个体的心理物理函数，说该函数可使人们将地平线在主观上知觉地更加“扁平 ，找到这样的心理物理函数并不构成对“地球是扁平的假设的证明。

此实验收集到的数据表明，由判断类型所揭示的“齐当别 策略能够对不同“共同结果值 条件下的风险决策行为作出较连贯地解释。这些结果连同 “登山队问题 等结果，一道质疑了人类风险决策行为是某种期望值的最大化的说法。也许，不断修正的期望模型最终又能演绎出新的主观价值函数或主观概率函数，将人们的风险决策行为圆满地描述为最大化过程；也许，指导人们作风险决策的原则根本就不是期望法则，有如Simon的“满意法则 (satisficing) ，须修正的期望模型只不过是为掩盖旧错误而犯下的新错误，到了后来人考虑摆脱“期望法则 隆圈的时候了。

回到小男孩的选择问题，在最后一次测验时他如是说：“如果我选了大面值的硬币，你们还会一而再、再而三地试我吗?

 

在面对收益时，绝大部分人是风险厌恶的；在面对损失时，绝大部分人是风险喜好的。