上一讲给大家介绍了DA算法,不过老是给大家讲这些五十年前的内容也挺没有意思的,所以这一讲我们来讲点新东西~
在上一讲中我们提到,对于匹配其实有两种不同的解读方式,一种是Centralized Market,另一种是Decentralized Market。在Decentralized Market中,稳定匹配的含义是市场上的男男女女会不断地分分合合,直到最后不再变动为止。
但实际情况并非如此,我们会观察到,不是每个人都愿意分分合合的,有时候就算能够有机会去找更好的对象,但是因为各种成本的问题,也许就会选择继续和现在的对象在一块儿了;就比如说,有些父母虽然感情不和,但是考虑到孩子还在读书的缘故,可能就会选择不离婚,这样的新闻也是挺常见的。
这种情况,我们可以统称为离婚成本(Divorce Cost)。在一个Decentralized的婚姻市场上,有些匹配本来应该是不稳定的,但是由于存在离婚成本的缘故,原来更好的选择反而不如保持现在的对象,结果就变成“稳定”的匹配了。由于在原本的设定中,我们对偏好并没有采用赋值的形式,而是采用了排序的形式,所以我们在表示离婚成本的时候,也不能直接说它是某个值c,而是考虑对偏好进行顺序上的调整。
在最简单的情况下,假定现在市场上已经有一个禀赋的匹配μ,我们依照这个匹配来调整每个人的偏好:某个男生m匹配的对象是μ(m),在他的偏好中,比μ(m)高一位的是女生w;在考虑离婚成本的情况下,m把μ(m)上移一位,排到了w的上面,μ(m)同时也把m上移一位。当然,如果对象本身已经是第一位,那仍然保持不变就可以了。
如果匹配μ在调整过偏好之后的市场上是稳定的,那么我们就称它为1-稳定匹配,这里的1表示我们把匹配对象上移一位。如果上移k位,那就叫k-稳定匹配。原本的稳定匹配,我们也可以称为0-稳定匹配。
举个例子,现在有三男三女,分别是a,b,c和1,2,3,他们的偏好如下所示:
Ra: 3 2 1
Rb: 1 3 2
Rc: 1 2 3
R1: a b c
R2: a c b
R3: b a c
如果不考虑离婚成本,那么唯一的稳定匹配是:(a 3)(b 1)(c 2)
如果考虑离婚成本,而市场上本来有一个禀赋的匹配μ=(a 1)(b 3)(c 2),那么我们相应地调整偏好为
R’a: 3 1 2
R’b: 3 1 2
R’c: 2 1 3
R’1: a b c
R’2: c a b
R’3: b a c
在调整过的偏好下,μ=(a 1)(b 3)(c 2)是稳定匹配,所以它是一个1-稳定匹配。
现在,让我们换一个角度。我们之前提到,稳定匹配首先要求个体理性(Individual Rationality),其次要求配对稳定(Pairwise Stability),也就是说,首先匹配对象至少要和单身一样好,其次不存在一男一女,喜欢对方胜过自己的配偶。如果我们直接从这个定义上类比地去看k-稳定匹配,那么要求就应该是:首先匹配对象至多比单身差k位,其次不存在一男一女,喜欢对方胜过自己的配偶k位。
可以证明,这两种对于k-稳定匹配的定义是等价的,而由后面这种定义,我们很容易发现,随着k的增大,k-稳定匹配组成的集合是向前包含的,也就是说,1-稳定匹配中包括了所有0-稳定匹配(也就是原本意义上的稳定匹配),2-稳定匹配包含了所有1-稳定匹配,以此类推。当k充分大的时候,k-稳定匹配将会包含所有的匹配,因为所有人会把自己在当前匹配下的对象上移到第一位。
因为这样一个向前包含的缘故,如果我们只考虑一方的福利,越来越多的选择一定意味着效用边界在不断向外推进,比如上面的例子中,对于女生1、2、3来说,(a 1)(b 3)(c 2)比起(a 3)(b 1)(c 2)来说就更优。但是,如果我们要同时考虑双方的福利,仅仅通过调整偏好,我们还是没办法得到比任何稳定匹配帕累托更优的匹配,如若不然,假定有一个稳定匹配μ和一个帕累托优于μ的匹配ν(未必是稳定匹配),不妨假定ν(m)优于μ(m),显然ν(m)在μ中的对象不是m,那么m又优于μ(ν(m)),我们就有了一对阻碍μ的blocking pair (m,ν(m)),和μ是稳定匹配矛盾。
由于在k-稳定匹配下,我们仍然有k-blocking pair的定义,即“存在一男一女,喜欢对方胜过自己的配偶k位”,所以,我们可以将Roth & Vande Vate(1990)的结论复制过来,也即从任意一个匹配出发,以正概率随机选择一个k-blocking pair解决掉,最终一定以概率1到达一个k-稳定匹配;原论文的证明也可以直接套用。
在上文中提到,对于偏好的定义,我们采用的是排序而不是赋值的形式。如果我们采用赋值的形式,也就是说,对于男生m,和女生w1匹配时,获得效用u(m,w1),和女生w2匹配时,获得效用u(m,w2),依此类推,这时候我们就可以用一个数c来表示离婚成本了。通过恰当地定义效用和离婚成本,我们可以模拟出排序形式下的k-稳定匹配的定义,也就是说,采用赋值的形式来表示偏好,是对于原本问题的一个推广。
我们重新定义稳定匹配如下:一方面,如果和现在的配偶离婚回到单身能够获得收益,则收益不能超过离婚成本;另一方面,不存在一男一女,通过更换配偶所得的收益能够超过离婚成本。所有我们已经得到的结论,包括单方面的效用边界拓展,或是通过随机过程达到稳定匹配,在这个情境下依然适用。
突然发现,咱们是不是还没有介绍这是哪篇论文?其实这是我自己撰写的一篇论文,大家引用的时候记得注明Xu(2015)哦最后,诚招co-author继续研究这个问题哦哈哈
(2015.05.25 @ 微信公众号 @ 《第一点五讲:Adjusted Preference 偏好调整》)