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人大教授:一個博弈矩陣破解《三體》奧秘

2023-02-18 17:00 作者:聶輝華教授  | 我要投稿


bilibili《三體》動畫

一、《三體》的故事梗概
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? ? ? ?一個在山西省娘子關火電站工作的工程師劉慈欣,利用業(yè)余時間創(chuàng)作了科幻小說《地球往事》三部曲(《三體》、《黑暗森林》、第三部《死神永生》,合稱《三體》),在2006-2010年間發(fā)表。《三體》先后獲得了中國科幻銀河獎、全球華語科幻星云獎等重要獎項,并于今年8月23日獲得了世界科幻大會頒發(fā)的雨果獎,成為首次獲獎的亞洲人作品。評論家認為,劉慈欣“以一人之力將中國科幻作品推上了世界水平”。我?guī)缀鯖]有看到哪部作品被頌揚到如此高度,于是從不看科幻小說的我,前幾天毅然買了《三體》三部曲。一旦打開《三體》,便發(fā)現(xiàn)這套書令人愛不釋手,我?guī)缀跻豢跉庾x完三部。在看完第二部的一半時,我在個人微信公眾號“聶氏政經(jīng)評論”(ruc_nie)里發(fā)表了一篇評論《比較優(yōu)勢能讓個體存活嗎?——二論“三體公理”的黑暗性》。有趣的是,我?guī)缀鯗蚀_地預見了第二部的結(jié)局。


??? 《三體》講述了地球文明、三體文明以及宇宙中其他文明之間的沖突與矛盾??傮w上看,體現(xiàn)了作者浩淼無邊的想象力,嚴謹?shù)倪壿嬐评砟芰Γ瑢θ诵匀觞c的深刻洞察力,以及對人類乃至宇宙社會的終極關懷。這絕對是一部天才般的作品,它是我看過的最好看的小說之一,去掉“之一”也不算過分。畢竟,多年來我都沒有看到這么博大精深的作品。我認為,作者當?shù)闷鹪u論家的盛贊。


? ? ? ?下面介紹《三體》的基本內(nèi)容和內(nèi)在邏輯。


? ? ?? 1971年,家庭和個人在“文革”中飽受摧殘的婦女葉文潔,利用在一個秘密軍事基地工作的機會,偷偷地向太空發(fā)出信號,暴露了地球文明的存在和位置。這一信號被處于太陽系的三體文明所捕捉。三體文明借助遠高于地球的技術,與葉文潔領導的地球三體組織(ETO)里應外合,開始了占領地球和滅絕人類的侵略計劃。地球社會察覺了這一計劃,消滅了地球三體組織,但人類社會仍面臨滅絕危機。(第一部完。)在聯(lián)合國的統(tǒng)一部署下,地球社會利用三體世界的弱點,制定了“面壁計劃”來保護地球文明。三個面壁人的計劃均告失敗,三體文明僅僅憑借一顆“水滴”武器就在瞬間摧毀了地球人的2000余艘星際戰(zhàn)艦。在地球世界即將滅亡之際,第四個面壁人、無名學者羅輯的計劃意外地成功了。羅輯的計劃其實是一種威懾戰(zhàn)略:一旦發(fā)現(xiàn)三體文明入侵地球,就立即通過一種特殊裝置向宇宙報告三體文明的坐標,然后利用其它更高等級文明的力量來摧毀三體文明。三體文明在接近地球時,發(fā)現(xiàn)了羅輯的威懾行動,不得不中止了對地球的侵略行動,使地球贏得了暫時的生存機會。(第二部完。)羅輯的接班人、一個女性程心剛剛接過威懾裝置,三體文明對地球蓄謀已久的襲擊就開始了。在關鍵時刻,性格軟弱的程心放棄了使用威懾裝置,從而三體文明成功地占領了地球,在大規(guī)模的移民、沖突、局部戰(zhàn)爭中,大量地球人死亡。僥幸逃離的“藍色空間”號星際戰(zhàn)艦利用四維空間的優(yōu)勢打敗了三體文明派來追擊的“水滴”,并緊急向宇宙廣播了三體文明的坐標,使三體文明在滅絕人類的計劃完成之前被迫撤離了地球,地球社會又恢復了此前的狀態(tài)。但是三體世界由于暴露了目標,在幾年后果真被外星球文明摧毀。威懾廣播也間接地暴露了地球文明的位置,地球社會不得不籌劃各種逃離計劃。在關鍵時刻,程心再發(fā)婦人之仁,放棄了對光速飛船的制造,從而耽誤了地球社會乘坐光速飛船逃離的最后一次機會。幾年后,地球文明被外星文明以一片奇特的“二向箔”毀滅。最后,地球人只剩下了程心以及一個此前逃離的科學家關一帆。公元十萬八千年之后,他們逃到了一個小宇宙。(第三部完。)
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二、用博弈論解析《三體》故事
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? ? ? ?由于《三體》邏輯嚴密、自成體系,因此可以借助博弈論這一經(jīng)濟學工具,重新推演其主要線索和故事情節(jié)。我們只需要兩個公理和兩個假設作為全書故事的邏輯起點,這也是《三體》借助女主人公葉文潔表達的“宇宙社會學”的邏輯起點。


? ? ? ??公理1:生存是文明的第一需要。作為一個整體,任何文明都會為了生存而放棄任何道德或法律,不惜一切代價。


? ? ? ??公理2:文明不斷增長和擴張,但宇宙中的物質(zhì)總量保持不變。由于“人口”(生物)的增長速度超過了給定的物質(zhì)總量,因此一個文明只有占領其它文明的地盤才能繼續(xù)生存。如果存在一個領域適合生存,卻長期無人占領,這違背了公理2。


? ? ? ??假設1(猜疑鏈):宇宙中的每個文明之間距離很遠(至少4光年),互不了解,彼此之間對于對方的善惡存在嚴重的信息不對稱問題。例如,A、B兩個星球文明之間,A不知道B是善還是惡,B不知道A是善還是惡;A不知道B是否知道A不知道B是善還是惡,B不知道A是否知道B不知道A是善還是惡;……,如此循環(huán)往復以至無窮,其實這就是博弈論中的“共同知識”問題。


? ? ?? ?假設2(技術爆炸):一個文明的技術進步一開始是加速發(fā)展的,但是到達一定高度之后(例如三體文明的技術水平)就會減速發(fā)展,這類似于經(jīng)濟學中的“邊際報酬遞減原理”。 因此,一旦發(fā)現(xiàn)對手存在,即便對手的技術不如自己,也決不能掉以輕心。因為處于低級階段的對手會以加速度進步,而處于高級階段的自己很快就會被對手趕上。?


? ? ? ??在上述兩個公理和兩個假設下,宇宙社會中的各個星球文明如同生存在一個“黑暗森林”里。每一個文明都是拿槍的獵人,都在尋找一切機會消滅別人然后占領對方的地盤。在信息不對稱下,每一個文明都陷入了一種博弈論中的“囚徒困境”(圖1)。假設每個文明可以有兩種策略:“行善”(歡迎對方),“作惡”(攻擊對方)。給定對手選擇了行善,那么作惡可以確保自己消滅對方并占領對方領地,顯然這比行善要好。因為即便對方一開始行善,自己也行善,但一旦對方首先翻臉作惡,自己就會被毫無防備地消滅。另一方面,給定對手選擇作惡,自己也只有作惡才可能生存下來,而行善則無異于自殺。因此,無論對方是行善還是作惡,自己作惡都是最優(yōu)的。總之,在宇宙社會這片巨大的黑暗森林里,任何一個獵人一旦暴露了自己的位置,都會被其他獵人第一時間射殺。用博弈論的話來說,一旦發(fā)現(xiàn)對手就立即消滅對手就是每個文明的“優(yōu)勢策略”。這個囚徒困境的唯一均衡就是(作惡,作惡,…,作惡),即所有文明集體作惡構(gòu)成了必然的悲劇結(jié)果。這也是《三體》第三部《死神永生》在結(jié)尾所表達的悲觀結(jié)果。借用凱恩斯的一句名言:“在長期中,我們都死了”(In the long run ,we are all dead)。


黑暗森林博弈

? ? ? ??現(xiàn)在,我們可以用上面的博弈論推理來解析《三體》的主要情節(jié)。1971年,當葉文潔在“紅岸基地”發(fā)現(xiàn)人類可以借助太陽這個電波放大器向宇宙發(fā)射來自地球的信號時,飽受“文革”摧殘的她毫不猶豫地按下了發(fā)射鍵。8年后,當她無意中收到了來自三體文明的和平警告時,她再次毫不猶豫地進行了回應,呼吁對方來“解放地球”。在地球文明和三體文明的博弈中,葉文潔向三體文明發(fā)射信號就是故意暴露地球文明的位置,但地球文明并不知道三體文明的位置,在技術上也遠遠不是三體文明的對手,因此地球文明在這場博弈中根本不是一個合格的獵手,簡直就是一只待宰的羔羊。在黑暗森林中,一旦有人將燈光照亮了這只羔羊,可憐的羔羊就會被某個手快的獵人第一時間消滅,毫無懸念。因此,當三體文明收到了地球的反饋信息之后,一方面通過智子與葉文潔領導的地球三體組織建立聯(lián)系,讓他們殺害地球上的科學家,延緩地球的基礎科學進步(技術爆炸假設);另一方面,立即派出一顆“水滴”(強互作用力材料制成的宇宙探測器)向地球飛來。“水滴”無堅不摧,不到一小時就摧毀了停留在太空中的地球聯(lián)合艦隊,2千艘戰(zhàn)艦幾乎無一幸存?!白匀贿x擇” 號執(zhí)行艦長章北海成功地策劃了一次完美的逃離地球計劃,四艘戰(zhàn)艦前往追捕,這五艘戰(zhàn)艦成為一批暫時的幸存者。另外還有兩艘戰(zhàn)艦在遭遇“水滴”打擊時向相反的方向僥幸逃脫。


? ? ? ??在逃脫過程中,章北海他們的五艘艦船之間再次陷入了囚徒困境。章北海的戰(zhàn)艦離最近的目標星系NH558J2還有十多光年距離,離最終的可生存星球還有六萬光年距離,而目前攜帶的燃料和食物根本不夠供應所有艦船。要生存,唯一的辦法就是消滅其它四只戰(zhàn)艦并奪取其食物。再一次,作惡成為每艘戰(zhàn)艦的最優(yōu)策略,也是唯一的選擇。章北海冷酷地準備實施,然而,別人也是這么想的。遺憾的是,就在章北海啟動次聲波氫彈發(fā)射器之前的稍微猶豫之際,另一艘“終極規(guī)律”號搶先向其他四艘戰(zhàn)艦發(fā)射了武器。然而,“螳螂捕蟬,黃雀在后”。“藍色空間”號比“終極規(guī)律”號更早一步做好了防御準備,因此它不僅躲過了對手的襲擊,而且將對手消滅了,成為這五艘戰(zhàn)艦中的唯一勝者。其他四艘戰(zhàn)艦上的能源被“藍色空間”號取走,關鍵配件被取走,連所有尸體都被當做了食物!這就是殘酷無情的黑暗森林法則。類似的故事也發(fā)生在另外兩艘戰(zhàn)艦上,“青銅時代”號偷襲了“量子”號。


? ? ? ?一個本來不學無術、玩世不恭的大學老師羅輯識破了上述邏輯鏈條,幫助地球暫時地跳出了囚徒困境。雖然地球文明打不過三體文明,但地球文明可以暴露三體文明的位置,讓別的更高等級的文明來消滅三體文明。因此,對于地球文明來說,最優(yōu)策略是,只要三體文明對地球的打擊不是瞬間的——這個條件恰好滿足,因為兩者相距4光年,地球一旦接到危機警報就可以立即借助太陽向太空發(fā)射三體文明的坐標。三體文明預見到這點,就會理性地放棄襲擊計劃,因為它絕對不想在宇宙中暴露自己的坐標。這種自殺式攻擊策略實際上是一種威懾策略。威懾策略有效的前提是,威懾者的承諾是可置信的,而可置信的前提是,讓對手明白自己不遵守(自殺式攻擊)承諾的成本高于遵守承諾的成本。羅輯是一個冷酷到底的男人,做事不按常規(guī)出牌,為了地球文明的整體生存不惜犧牲個人的道德準則乃至生命。因此,當羅輯成為掌握威懾裝置的“執(zhí)劍人”時,三體文明中途放棄了襲擊地球的計劃,地球文明和三體文明進入了一種“威懾均衡”。


? ? ? ?進入威懾紀元后,人類社會如同安全襁褓中長大的孩子,逐漸變得失去警惕,以至于選擇了一個柔弱的女性程心來作為第二任“執(zhí)劍人”。程心是一個將個人道德看得高于一切、高于人類整體生存的婦人?!敖o歲月以文明,而不是給文明以歲月”,她是那個時代的典型代表。她根本沒想到三體世界還會襲擊地球,她寧愿地球毀滅也不愿意通過向宇宙廣播間接暴露地球坐標從而導致地球文明被毀。換句話說,她寧愿別人殺自己,也絕不愿意自己殺別人,哪怕這會導致所有人被殺。這種極端的“自私”導致威懾策略失去了有效的前提,而三體文明早就預測到了這種結(jié)果,于是再次派“水滴”襲擊了人類社會并占領了地球。


? ? ? ?后面的故事就相對簡單了。逃離地球的“藍色空間”號戰(zhàn)艦及時向宇宙廣播了三體文明的坐標,導致后來三體文明被其他文明所毀滅。在黑暗森林的大小戰(zhàn)役中,有少數(shù)人類或物種乘坐戰(zhàn)艦逃離了,他們的生存空間被稱為“小宇宙”。小宇宙生存的前提是,從大宇宙帶走了各種生物、土壤、能源等物質(zhì),但這會導致大宇宙逐步失去質(zhì)量,最終大宇宙會在無限的膨脹中死去。因此,更高等級的文明用一百五十七萬種語言向宇宙呼吁,所有逃離的小宇宙向大宇宙歸還物質(zhì),這就是第三部《死神永生》結(jié)尾的“回歸運動”。但是,“回歸運動”本身也是一個囚徒困境:給定其他小宇宙歸還了自己的物質(zhì),這些小宇宙本身必須回到大宇宙的殘酷生存環(huán)境;得到歸還物質(zhì)的大宇宙有更多生存機會,這會惠及其他游離在外的小宇宙。因此每個小宇宙拒絕歸還是一種最優(yōu)策略。如果所有小宇宙都這么想,那么最終沒有小宇宙歸還物質(zhì),整個宇宙將加速死亡,這可能是《三體》最悲觀的結(jié)果。那么,小宇宙?zhèn)冏罱K會歸還物質(zhì)嗎?大宇宙會加速死亡嗎?天知道。
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(本文發(fā)表于《經(jīng)濟學家茶座》2015年第4輯,總第70輯。作者系中國人民大學國家發(fā)展與戰(zhàn)略研究院教授)

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