开悟:数学黑客的生活之旅
上QQ阅读APP看本书,新人免费读10天
设备和账号都新为新人

第1节 为什么双胞胎总穿一模一样的衣服

“为什么双胞胎总穿一模一样的衣服?”这是一个在网上颇能让人共鸣的问题。问者显然遇到过辨认双胞胎的难题,其无奈感和无力感扑面而来。但很显然,无奈的问者和共鸣的读者,都没有经历过带孩子的痛苦。别说双胞胎的父母,但凡是有两个及以上孩子的父母,都很容易立即参透后面的理由。

首先,这样的平均主义——从购买到穿戴,反映出经济学上的一个概念——规模效应[1]:一次性购买多件,分配给两人或多人,如果出现单件损耗,还可以通过互换来维护。而对于每一个做企业、管工厂的人来说,这简直是梦寐以求的。对于为养娃疲于奔命的家长来说,又何尝不是如此。“老大照书养,老二当猪养”的“育儿圣经”,就充分反映了这种从个性化到规模化的思路转变。

其次,也是更为主要的,这不仅是一个审美问题,更是一个社会问题。我们都知道,即使是同样价格的两件东西,孩子也总会觉得别人的东西更好。其实也不用责备孩子,很多大人也一样,环顾职场就可以找到不少案例。于是,孩子们就会开始吵闹和争夺,无休无止。而买两件或多件一模一样的东西,则是终极解决方案。这时抢来抢去没有任何意义,孩子随便抓起一件就能出门。即便是摩洛哥元首阿尔贝二世亲王也很难免俗。2022年,他来参加北京冬奥会,在人民大会堂体验面塑制作时,表示想带冰墩墩回家送给自己的龙凤胎,但必须是两个冰墩墩,否则不好交代。“王族”况且如此,何况我们“人族”呢?

就平均分配而言,出现多个一模一样物品的机会总是很少的。对家长而言,则更是少之又少。所以,总要“直面惨淡的人生”,学会如何为多人分配物品,比如分配食物。聪明地分配,是每个家长的必备技能。

先手自有先机

从易到难,我们从两个孩子间东西的分配开始,看看如何分配让他们两个都开心。比如分蛋糕。

如果家长直接自己上手,切蛋糕分蛋糕,“妈切妈选”,无论切分如何均匀、分配如何公平,都没有孩子会开心。

改进方法是“妈切孩选”,家长尽量均匀地切分蛋糕,然后指定一个孩子先挑选,剩下的归另外一个孩子。这个方案略有改进,但是先选的孩子具有先手优势(First-Mover Advantage)[2],容易给自己留下更大的一块,这一样会闹得不开心。即使家长分得足够均匀,后“选”的孩子还是会觉得不公平。但手切蛋糕始终不是冰墩墩或者衣服之类的工业制品,无法实现工业品级别的一模一样。怎么消除先手占有的优势呢?

在此基础上的改进算法,是“先切后选”:一人负责切分,另外一人负责挑选。因为切蛋糕的人后“选”,所以有足够强的动力将蛋糕切分得足够均匀:无论两块蛋糕中的哪一块被剩下,都不会小很多。

后手也有后招

“先切后选”这个改进政策的实施,确实能立即解决两个孩子的矛盾和争端。但是,不久之后,在孩子中就会发生智能涌现(Intelligence Emergence)[3]如同当今最“热闹”的大语言模型[4],只要参数够大,就容易发生智能涌现。而对于人群来说,只要人数足够多、时间足够长,就容易出现智能涌现。有人能发现这里面存在后手优势(Second-Mover Advantage)[5],这来自孩子们分蛋糕和选蛋糕能力的不对称:切分的人因为工具和能力的局限,很难切分成完全相等的两块;同时,选择的人,依赖正常人的目测能力,很容易挑出更大的一块。于是,做选择的人,因为排在切分的人之后,就存在后手优势而获利。这就带来新的麻烦,两个人从争夺待分配的物品,演变成争夺后手优势——选择的权利。

刚解决完先手优势的困境,又要面对后手优势的难题,前前后后左左右右倒腾,所以父母其实都得是“端水大师”。但是这碗水要端得更平,不能只靠杂技和体操,更要靠数学。

其一,使用一个简单的办法,就是偷偷地告诉一个孩子,使用《三十六计》[6]中的“瞒天过海”。即让他使用神奇刀法,将蛋糕切分得一块看起来小实际上大(见图1-1的右方),另一块看起来大实际上小(见图1-1的左方)。这样,他可以对有后手优势的孩子进行诱惑,让其选择后者获得“面子”,而自己获得前者收获了“里子”。

图1-1

其二,将算法进一步升级,采用更复杂的“两步法”,以便缩小误差。对于两个孩子的情况,可分成如下步骤。

假设任何孩子切蛋糕的手法都有误差,约为整个蛋糕的1%,这就会造成切完之后,两块蛋糕有2%的差异:一个孩子拿51%,另一个孩子拿49%。那怎么缩小这2%的差异呢?

可以分两步,切三刀。

第一步:让任意一个孩子先切第一刀,如图1-2所示,沿着从上往下的细线来切分。结果就是左边的一块为49%,右边的一块为51%。别吵!这里先不谈分配。

第二步:这个孩子继续把右边的大块切成两半,这是第二刀,如图1-2所示,沿着从右往左到中间的细线来切分。手艺也没长进,还是出现了被切尺寸1%的误差,切在了水平中线的下方。这样切出来的两块为:

51%×51%=26.01%,即右上角那一块。

51%×49%=24.99%,即右下角那一块。

另一个孩子把左边的小块切为两半,这是第三刀,如图1-2所示,沿着从左往右的细线来切分,切出来的两块为:

51%×49%=24.99%,即左上角那一块。

49%×49%=24.01%,即左下角那一块。

图1-2

现在,两个孩子分别获得对方切分结果的选择权,都会选择目测较大的一块。所以,一个孩子拿到了24.99%+24.99%=49.98%,另一个拿到了26.01%+24.01%=50.02%。

可以看出来,与切一刀相比,切三刀就把2%的差异缩小到了0.04%(即2%×2%,差不多一滴奶油的大小)。

只要俩孩子不在乎一滴奶油的差异,这个办法就没问题。

这利用了数学中的二阶微分原理[7]:一个小误差中的小误差,可以小得忽略不计。上述的三刀分法,其实是前一刀在一阶,后两刀在二阶。通过这种分法,将误差缩小到二阶,大大提升了公平性。上面的计算貌似复杂,其实用图1-3来表示会简单很多。

第一次、第二次、第三次切蛋糕都有小误差。但是游戏规则保证,选了最大的就只能再选最小的,所谓的“肥瘦相间”,其用蓝色表示。要想比较蓝色和白色的差异,可以用面积等效替代法

图1-3

左斜线和右斜线的两对面积分别可以互换。互换后发现,蓝色面积比一半多出来两个小方块(见图1-4),每个小方块是一个“小误差中的小误差”,同样,白色面积比整个蛋糕的一半少了两个小方块。所以,蓝和白的总差异仅仅有4个“小误差中的小误差”。小误差是1%,则每个小方块是1‱。所以,俩孩子可争论的差异只占整个蛋糕的4‱。

图1-4

这个算法比之前更公平。因为,一个孩子获得两次后手优势和一次先手劣势。两次优势的叠加,造成两个微小正误差的相乘,两次优势蜕化成一次优势,再叠加上一次先手劣势,优劣势造成的影响互相对冲,几乎可以忽略不计。

两人之间分配物品、服务乃至权利,只要不是同时开抢,总会有一个先手和一个后手,就会产生优势和劣势的问题,这是数学中经常研究的难题。

当然,分蛋糕是最简单的具有先后手问题的难题,毕竟可以通过升维到切蛋糕和分蛋糕,最终来解决公平难题。

然而,生活中的大部分事情更复杂,而且利益冲突也更严重,涉及的“蛋糕”也就更难切分。

先手后手,都有一手

先手优势常见于率先行动能带来优势的情况。以下是几个典型例子。

• 国际象棋/中国象棋:白方/红方先行,会具有轻微的先手优势。

• 足球:率先取得进球,可以迫使对手调整战术,因为防守比进攻略微简单。

• 科技创新:在市场中率先推出新产品或新服务的公司,往往能够获得各种优势。其一,品牌优势,如可口可乐公司推出的可乐、苹果公司发布的iPhone、OpenAI开发的ChatGPT、特斯拉推广的电动车等,以上产品或服务都“定义”了整个门类,牢牢占领了用户心智。其二,模式优势,特别是具有网络效应的商业形态,如Facebook(脸书)率先开发出的社交网络,腾讯率先上线的QQ。其三,生态优势,如NVIDIA(英伟达)在GPU(图形处理单元)和AI产业方面围绕CUDA[8]建立起来的开发者生态。

• 掼蛋[9]:第一个出牌的人具有一定的先手优势,不仅可以优先处理掉自己手中的单牌、散牌和弱牌,还可以率先控制牌局的节奏,比如走单牌、对牌、三张或者顺子等,也可以主动出击,牵着对手的鼻子走,让对手进入防守状态,即使有大牌也无法很好地使用。

后手优势,是在看清对手或市场初步动向之后,采取针对性强、效果好的策略。以下是几个应用实例。

• 拳击或武术:通过观察对手的战术,可以找到对手的弱点进行反击。

• 赛车:在某些情况下,后面的车手可以观察前面车手的策略,以及赛道状况,然后做出有效的调整。

• 中长跑:紧跟“领头羊”,不仅可以利用其后面的低风阻区域,还可以根据其策略随时调整,等待在后半程中超越。

• 辩论:后发言的一方,可以根据先前发言者的论点来调整自己的策略,甚至寻求其发言中的漏洞,进行有效且有针对性的反击。

• 市场跟随者:在非赢者通吃的市场中,后进入市场的公司可以学习先行者的经验,避免犯相同的错误。

• 德州扑克:掼蛋在全国流行之前,各种高端局的首选是德州扑克。但与掼蛋相反,德州扑克中后叫牌的玩家,即在一轮投注中较晚做出决策的玩家,反而有优势。因为,其不仅能通过观察其他玩家的投注行为获得关键信息,基于此更准确地判断对手的牌力并做出更合理的决策,也可以获得更大的战略灵活性,还可以基于更多的信息灵活选择战术,如跟注、加注、弃牌等,可以有更多机会控制局面,如根据局势选择加注或再加注,从而控制底池的大小,或通过高注迫使对手弃牌等。

先手后手的争论,不局限于切分蛋糕这种凡夫俗事中,也不局限于竞技体育这种运动中,甚至在“高大上”的经济学界也颇有争论。比如,围绕中国等发展中国家的崛起,就有先发国家优势和后发国家优势的争论。

先发优势,指的是当一个国家或企业首先进入一个新市场或发展一种新技术时,它可能会获得竞争优势。这种优势可以来自品牌忠诚度的建立、对供应链的控制、专利和技术壁垒的建立等。比如,率先发动和推动工业革命的英国,在这个历史进程中是一个典型的先发国家。通过最先采用机械化生产,英国获得了巨大的工业和经济优势,最终建立起全球性的供应链、贸易网络和殖民帝国。

后发优势,指的是后来者通过观察和学习先发者的经验,可以少走弯路、避免先发者犯过的错误,采用更成熟、成本效益更高的技术或策略加速追赶。日本和韩国在20世纪后半叶的经济发展中,就展示了后发优势。它们通过引进、改良并最终创新先进技术,在汽车和电子等行业取得了显著成就。尤其是在技术革命或社会变革中,后发国家因无历史负担,倾向于采用新技术或新模式,有时甚至能实现快速超越,这种现象也常被称作“弯道超车”。中国在移动互联网、高铁和新能源等诸多方面的超越,也充分体现了后发优势的特点。

然而,人类历史是按照一定周期或者韵律“滚动”着向前发展的。所谓的先发国家,都是基于更前面的一个文明而后发:中国前面是日韩,日韩前面是德美,德美前面是英国,英国前面是西班牙、荷兰,再往前追还有中华文明的影子。所以,《漫长的季节》里面的一句台词说得好:“往前看,别回头啊!”(见图1-5)。

图1-5

公平分配也有几手

为确保两个孩子之间的绝对公平,关键是如何补偿那个没有获得先手资源优势或后手信息优势的孩子。其实,这里也包含多个孩子之间绝对公平的问题,只是为了简化问题,以下均用两个孩子来举例和解释。

总结下来,可以采用如下思路。

1.上量

上量就是增加挑选的次数。上量之后,由于误差或者优劣势的互相抵消,即使最后不能将误差完全消除,也可以只留下二阶误差,将误差控制在可忽略不计的范围内。蛋糕切成4块,孩子甲如果先选,那么第二次只能选最后剩余的,孩子乙则获得在中间选择的两次机会。

各种球类比赛的主客场轮换,以NBA(National Basketball Association,美国职业篮球联赛)[10]的7场制最明显:常规赛战绩更好的球队先打两个主场,然后打两个客场,再回主场打一场,去客场打一场,最后回到主场打最后一场,即以常规赛排名为先的2-2-1-1-1顺序。以2016年打满7场的NBA决赛为例,因为骑士队在常规赛中获得了更好的成绩,所以它分别在第1、2、5和7场获得主场资格,比勇士队多一个主场资格。而恰好也是在“决战紫禁之巅”的第7场中,骑士队充分发挥了主场优势,以93:89险胜勇士队获得“抢7”[11]的胜利,从而荣膺2016年的NBA总冠军,具体赛程如图1-6所示。

图1-6

2.升维

升维就是增加维度,不将维度局限在挑选这一种权利上,而增加切分等权利,把不同的权利在两人之间划分,如一人切另一人选。这在各种球类比赛中也很常见,如足球比赛开场前猜硬币,猜中的一方选择上半场的进攻方向,而没有猜中的一方就先开球。除了开球这个维度,还增加了选进攻方向的维度,最终形成“二维空间”:进攻方向选择权和开球权。

3.找补

对于体育比赛等多轮或长期的博弈项目,可以在规则上做文章,给后手即劣势方一些优惠或补偿。最典型的是,围棋的贴目以及五子棋先手的三三禁手等。对于孩子分蛋糕这种短期博弈,很难在吃蛋糕这件事情的规则上创造太多空间,不过可以考虑如下的方案。

• 降低优势方的幸福感来制造公平:先选的孩子负责收拾“残局”,或不能使用刀叉而只能手抓蛋糕,或在卫生间吃蛋糕。后面的两个方案足够搞怪,不过另一个孩子或许能幸灾乐祸,如果这些能够提升其幸福感的话,这3种方案都提升了总体的幸福感。

• 提升劣势方的幸福感来制造公平:后选的孩子,坐在家里最舒服的椅子上吃,或单独边看电视边吃,或边吃边欣赏先选的孩子唱歌跳舞。

4.混合

将上面3种方法进行混合就形成了“鸡尾酒疗法”[12],比如:前面提到的切3刀分成4块的方案,就是将上量和升维两种方案进行了混合。

看不见的手:价格机制

无论先手后手,总是“有一手”。这就容易和国家大包大揽的计划经济(Command Economy)联系在一起。有人把计划经济比喻成“家长制”,其实这个比喻的本源,就来自家长对孩子无微不至的关怀、指导乃至干预。特别是在帮助孩子做分配的场景中,家长都坚持认为“我所做的一切都是为了你好”。

而与计划经济对应的是市场经济(Market Economy),是指通过市场来配置社会资源的经济形式。简单地说,市场就是商品或劳务交换的场所或接触点。而市场配置资源的方式,就依赖市场这只“看不见的手”。

这个词汇是由英国经济学家亚当·斯密创造的,是他在1776年出版的《国富论》中提出来的。“看不见的手”,是亚当·斯密对一种经济运行方式的设想:即人们自愿行动,通过价格体系来协调市场,而无须人为指导干预,在这个过程中政府尽量不参与。而与之相对的“看得见的手”,就是计划调节,政府深度参与。

根据这个理论,“看得见的手”,是按照先手后手来解决分配问题的,而“看不见的手”就是按照价格来解决分配问题的,这种问题在生活中比比皆是。

经典问题如下:

两人在外合租公寓,给房东的月租金是一定的,但有两个卧室,一个略大且朝南,一个略小且朝西,两人该如何分配房间以及分摊固定的租金呢?

在家长和多个孩子相处时也有类似的场景:家里两个孩子分卧室,一个略大且朝南,一个略小且朝西,该如何在这两个孩子之间公平而愉快地分配房间呢?这里要很调皮地使用“易证”[13],这两个字是不少人青少年时候学习数学的噩梦。不过,这里确实易证或者说易发现,两间房子没法像蛋糕一样连续切分然后挑选。所以,最好引入“看不见的手”——价格机制。

可以给这两间卧室设置一种约束,比如月租金总价格X元,让孩子使用自己的零花钱“租”下自己的卧室。对于条件明显更好的房间,两人分别出价A1元和A2元,价高者得;如果价格一致,则再次出价,直到分出胜负。条件更好的那个房间最后的成交价A0,由A1A2来决定,或者说A0A1A2的函数,而条件略差的房间价格为X-A0元。

A0具体应该是多少,有如下几种方案。

方案1:A0等于最高的那个出价,即A0=Max(A1A2)。

方案2:A0等于最低的那个出价,即A0=M i n(A1A2)。

方案3:综合考虑A1A2,比如A0=(A1+A2)/2。

至于选择哪种计算成交价的方式,核心点位于父母内心的最深处:即在“看不见的手”的操控下,在遵循“市场经济”充分竞争的情况下,是否还要让获得条件更好房间的孩子付出额外的成本;以及家长是不是想借机“压榨”出孩子的零花钱,免得他们去买零食或奥特曼玩具,甚至消耗在游戏或短剧上。

这3种不同的成交价计算方式,会对出价行为有完全不同的影响。

方案2中,A0取两个竞价中的最低价,看似不合理,却暗藏“杀机”。反直觉的结果是:为了获得更好的房间,方案2最能激励两个孩子出价更高。而最终,相较于其他两个方案,方案2能让好房间获得者的代价更大,同时让差房间获得者的代价更小。

这背后的逻辑,用GSP(Generalized Second-Price Auction,广义次高价拍卖)竞价模型可以很好地解释,因为对每个参与者而言,有更强的动力出更高的价格。这样的强动力,甚至可以拆分为下面3个更具体的动机。

(1)出价更高者更容易赢得竞价。

(2)如果竞价成功,则成交价为输家或对方的出价。因此出价更高并无任何成本,并不会抬高获胜后的成交价。

(3)如果竞价失败,为更差房间支付的价格=X-成交价=X-自己的出价。所以即使在失败的情况下,出价越高拿到更差房间的成本也越低,至少在经济利益上更合适。如图1-7所示。

在成交价取最低出价的竞价方式中,对于价格更高的房间,两者的出价区间都往高价延伸,因为高价房间的出价由两人对低价房间的最高支付意愿决定,即出价最小值为Ai=X-Bii=1代表孩子甲,i=2代表孩子乙,Bi为甲或者乙愿意为更差房间支付的最高价格)。因为若出价Ai低了,在竞价失败的情况下,就要居住更差的房间,同时为其支付超过其本人意愿的价格。

图1-7

上面复杂的博弈过程以及图表,甚至可进一步简化。将可连续竞价的房租,“二项式化”为高价和低价两个选择,将各自选项和相对应的收益输入博弈图,很容易发现,无论对手如何选择,自己出高价都是更优选择,如图1-8所示。因此,作为成交价取两个出价中低价的方案2,看似在照顾出价高的孩子。其实,反而是在“压榨”每个孩子,让其拿出每一分零花钱。这确实是一个让孩子远离零食和游戏的好办法。

图1-8

先手后手有理由,手心手背都是肉

如果将上面的博弈进一步延伸、进一步简化,得到的就是博弈论中著名的囚徒困境。

囚徒困境的故事是博弈论中最著名的一个故事,其内容如下。

如图1-9所示,两个犯罪嫌疑人(甲和乙)作案被警察抓住后分开审讯,警方的政策是“坦白从宽,抗拒从严”。如果两人都坦白,则各判8年;如果两人都不坦白,则各判1年;如果一人坦白而另一人不坦白,则坦白的人不会被判,但不坦白的人被判10年。

囚徒困境的底层逻辑是博弈论的零和博弈,反映了个人最佳选择并非团体最佳选择。虽然,困境本身看似只是纸上谈兵的模拟,但却极具现实意义,在商业竞争、环境保护等方面,都会频繁出现类似情况。

图1-9

而要量化囚徒困境的底层逻辑,需要用到纳什均衡的模型。这个数学模型是由其提出者数学家约翰·纳什[14]来命名的。除了贡献数学思想,约翰·纳什和纳什均衡还“出圈”,为艺术“现身”而不“献身”。以其为原型和故事线的电影《美丽心灵》还获得了第74届奥斯卡奖最佳影片奖。图1-10所示为基于纳什均衡的简单数学模型。无论对方怎么选择,自己选择坦白都比不坦白的结果更优,最后两人均选择坦白而陷入囚徒困境。这如同两个孩子竞争房子时候,均选择出高价的困境。

图1-10

这种成交价取次高价的GSP模型,被广泛应用于拍卖和竞价场景中,特别是互联网广告中,比如谷歌等搜索引擎采取的关键词竞价。关键词竞价广告发展了20多年,其竞价模式已经成为被大范围诟病的重灾区。因为,广告平台过于压榨广告主的利益,逼迫其拿出更多收入来提升广告排名。最后,导致劣币驱逐良币[15],让不少真心为消费者服务的商家出局,页面上剩下许多黑心的广告主。因为,黑心商家能拿出足够的利润,来进行关键词竞价,从而获得排在前列的位置。如果将这个逻辑线条完整梳理一遍,其实就是广告平台在无良压榨终端消费者的利益,黑心商家只是充当了“黑手套”。而广告平台却常常喊出“技术无罪”来免责。

最后,希望在每一个家庭中,父母和孩子之间不要产生警察和罪犯之间的敌对关系,也不要产生广告平台和商家以及消费者之间的压榨关系。

从“端水大师”到“魔术大师”

在中国人口问题日益严峻的情况下,即使每对夫妇都生两个孩子,仍然不足以满足均衡值为2.1的“替代水平生育率”(Replacement-level fertility,保证国家人口不减少的人口出生系数)[16]。因此,必须有家庭需要“为国生娃”,多来些三胎。

先不论养育成本和精力消耗,因为这些都是长期不断且无法终结的付出。眼前最痛苦的反而是如何在三个孩子之间分配物品或服务(见图1-11)。不过幸好,以分蛋糕为例,这里存在一个最简单的升级算法。

图1-11

(1)第一个孩子切下其认为是1/3的一块蛋糕。

(2)剩下两个孩子依次选。如果有人选走,则有两个孩子尚没有蛋糕,他们带着剩下的蛋糕,进入上一个部分讨论的流程。

(3)如果没有人选,这份蛋糕归第一个孩子。剩下的两个孩子带着剩下的蛋糕,进入上一个部分讨论的流程。

上面的算法虽然简单易行且公平,但很有可能,某个孩子即使在自己拿到至少1/3蛋糕的情况下,也会觉得存在一个孩子拿到的蛋糕比自己的大。这种情况确实会发生,比如:在第一个孩子拿到蛋糕之后,剩下的那一大块蛋糕,在另外两个孩子之间分配得不均匀,而让其中一个孩子占尽便宜,比第一个拿到蛋糕的孩子的份额更大。

于是,家长做资源分配时,除了让每个孩子觉得公平,还要保证他们互相不嫉妒,消除匮乏之后还要消除嫉妒。互相不嫉妒就是:与其他孩子获得的相比,每个孩子都觉得自己的一样大或更大。

因此,对家长的要求又上升了一个数量级或维度:从“端水大师”到“魔术大师”。前者只需要保证每个孩子都觉得公平,而后者还需要让每个孩子都觉得自己不但不被“劣待”,而且最受宠爱。

幸好,数学家对这两个要求已经有清晰的定义来总结。

• 公平(Proportional-fairness):不被“劣待”,三个孩子都认为自己的一份不小于1/3。

• 无怨(Envy-free):不嫉妒,三个孩子都觉得自己拿到的最大,即别人拿到的不会比自己大。

无怨一定公平,但是公平不一定无怨。即公平是无怨的必要但不充分条件。难怪有人总结育儿金句:抚育两个或者多个孩子,核心不是让每个孩子觉得被公平对待,而是要让每个孩子都觉得被偏爱,而且被偏爱的只能是自己。论分析和总结归纳能力,金句专家还得要拜数学家为师。

如此有挑战性的问题,最终由美国数学家斯特姆奎斯特(Walter Stromquist)在1980年提出的斯特姆奎斯特走刀法(Stromquist moving-knife procedure)解决。这个算法看着像数学,其实是一场充满悬念的体育竞赛,两代人化身为一个裁判和三个选手。

这个算法蕴含着浓浓的对抗性和竞争性,对于“至死是少年”的老爸,绝对充满吸引力。即使已经“躺平”,他也要爬起来再努力赚钱,争取换一套更大的房子来迎接老三,从而过一过走刀法分蛋糕的瘾。

首先,这场比赛最好在一个宽阔的餐厅中举行。这再次证明,有三个孩子的障碍是房子。

餐厅中央摆着一个长条大案子,能让十个人面对面吃西餐的那种。大案子上面摆着一个长条形大蛋糕,蛋糕边上站着三个垂涎欲滴的“熊孩子”。

好,爸爸举着一把蛋糕刀“闪亮登场”了。孩子们知道,爸爸要先切一刀分走一块,再将剩下的那部分一切两半。但是蛋糕上没刻度,在哪儿切才公平呢?核心原则就两条:第一刀靠喊,第二刀靠站。

爸爸从蛋糕的左端开始,举刀悬在蛋糕上方,悬而不切,缓缓向右移动……

这时,三个“熊孩子”目不转睛地盯着明晃晃的刀口,紧张地估摸着,它是否已经到达自己心目中长蛋糕的三分之一处……第一个喊“切”的孩子将获得最左边这一块。也可以喊“时辰到,斩”,不过效率会低很多,但是切不可喊“刀下留糕”。

同时,三个孩子随着刀向右移动,不断调整脚步,站到自己认为的刀右侧剩余蛋糕的一半处。此时,形容孩子们的眼神和站位,最合适不过的话或许是“看着最左边要切的,占着最右边要留的”。这是一项极度考验手眼配合以及口脑分离能力的运动。

终于,只听一声“切”,贪心最小的“熊孩子”率先喊了出来,爸爸一刀下去将蛋糕切成了一大一小两块。

先别忙拿蛋糕,所有人都别动。

三个“熊孩子”保持此刻的站位,爸爸切下第二刀,从中间孩子的站位点把剩下的蛋糕一切两半。这就把蛋糕从左到右劈成了三块。

喊“切”的孩子,去左边领走第一块蛋糕。

剩下的俩孩子,靠左边的拿第二块,靠右边的拿第三块,如图1-12所示。

图1-12

整个过程,像极了各种球类比赛中的抢位:眼里盯着球,脚下抢着位,如图1-13所示,只不过在这里的比赛中,他们盯的不是球而是食物。

图1-13

最烦人的“易证”再次出现,三人都认为自己的那份最大,满足无怨条件,同时也满足公平条件。

但走刀法也有如下缺陷。

(1)爸爸的走位必须连续,否则步子大了,容易让孩子们扯着嗓子喊。而能生出三个孩子的爸爸,也许雄性激素“爆棚”,但此时此刻,却必须迈出足够温柔的“碎花小步”。这在数学上没有悖论,但却引发了生物进化的悖论。

(2)两个孩子同时喊停的情况不好处理,只好引入抢答器。

(3)孩子站位容易发生拥挤,有时两个人要求站在一样的位置。

为了解决上面的问题,可以像图1-14中一样,制造一些非共识性的因素,从而避免过度的同质化争抢。比如:在长方形蛋糕上面随机布置一些类似草莓或者巧克力豆的点缀,竖着切圆形蛋糕,等等。

另外,在蛋糕上加点缀的方式,还可以让爸爸的步子不用连续,而是离散化。因为这样,可以让整颗的草莓或者巧克力豆被纳入完整的蛋糕切块。

图1-14

空间不够魔法凑

如果家里房间太小,家长试图连续或者离散走刀切蛋糕就不方便。同时,三个孩子来回蹦跳抢占位置之时,就更加局促。不过,这里本身就存在一个社会资源和人口增长的根本矛盾,马尔萨斯陷阱[17]在200多年之前就阐述了。难怪说,全世界上关于人口出生问题的“三座大山”,大体都是房产、医疗和教育。

其实,不仅可以站着把钱赚了,也可以站着把钱分了。家长和三个孩子站着不动,也可以施展“魔法”把蛋糕分了。这里的“魔法”,就是20世纪90年代提出来的Selfridge-Conway分割法。

大概流程如下:三个孩子甲、乙、丙分蛋糕。

(1)甲按照自己的标准,把蛋糕“均分”为三块:ABC

(2)如果乙认为其中较大的两块一样大(一般情况下,乙不会认为三块一样大,即使认为三块一样大,也可以任选两块作为“较大的两块”),那么按丙、乙、甲的顺序选蛋糕,选完后结束。前两步的操作如图1-15所示。

(3)如果乙认为其中一块A最大,乙就从A上削去一小块A2,使剩下的A1与第二大的那块一样大,这时候A变成A1A2,把A2放在一边。

图1-15

(4)在A1BC三块蛋糕中,按照丙、乙、甲的顺序做选择。但如果丙没有选A1,那么乙必须选A1。这时候,乙和丙中必然有一人选了A1

(5)乙和丙中没拿A1的那位,负责把A2分成三份:A21A22A23

(6)乙和丙中拿了A1的那位,在A21A22A23中先挑一份,然后甲选一份,最后一份留给乙和丙中没拿A1的那位。后面几步的操作如图1-16所示。

图1-16

易证,三人都认为自己的那一份最大,孩子们和谐且无嫉妒,每个人都是父母最爱的宝宝,各自安心吃蛋糕。