Общий взгляд Эрроу был принят во многих местах в литературе и учебниках, см. Luce & Raiffa (1957), Johansen (1969), Sen (1986) или различные другие статьи в том же Palgrave. Например, Тобин (1990):
«Мы знаем, что нет способа агрегировать индивидуальные предпочтения в социальные ранжирования (...). Как будто это было не очевидно, Кеннет Эрроу строго доказал это много лет назад. Невозможность применяется к агрегированию по одновременным когортам, а тем более по поколениям, живущим и нерожденным».
В широко используемой книге по анализу затрат и выгод (CBA), А.К. Дасгупта и Д.У. Пирс (1980):
«(...) путь к отступлению (...) кажется, еще не доступен».
По-видимому, чувствуя, что аргумент Эрроу разрушает основы CBA, они вынуждены, довольно неохотно, свести CBA к чему-то вроде сбора информации.
В в остальном рекомендуемом томе Statistical Science, Гилл и Гейнус (2002) обнаруживают:
«Фактически, он доказал, что если только вы не готовы нарушить одну из набора разумных демократических норм, (...непоследовательность...) является неизбежностью. (...) Поэтому коллективные социальные решения не могут дать по-настоящему демократическую систему в этом смысле».
Йоргенсон (1990), бывший президент Эконометрического общества, делает вывод «более позитивно» в пользу диктатуры:
«Классическим результатом теории социального выбора является теорема Эрроу (...) о невозможности, которая гласит, что порядковая несопоставимость индивидуальных упорядочений благосостояния подразумевает, что последовательное социальное упорядочение должно быть диктаторским, соответствующим предпочтениям одного индивида».
Не все поддаются на диктатуру. Влияние AGV обычно проистекает из того факта, что люди обнаруживают, что они, либо из морального обязательства, либо из разумности, хотят невозможного. И многие просто остаются в этом тупике.
Заметьте тонкость в этом тупике. Невозможность является логической, а не просто эмпирической. Пример может помочь. Позвольте мне признаться, что я хочу основать новый университет на острове Крит. Однако я не так богат, поэтому я хочу чего-то невозможного. Это, однако, не ставит меня в тупик, поскольку я привык к тому, что не могу позволить себе некоторые вещи, которые хочу. Однако общий взгляд Эрроу касается логической невозможности, что является чем-то совершенно иным.
Мы можем полезно признать:
разумный = рациональный и реалистичный
Разумность — это пересечение рациональности и эмпирического реализма. Несуществование может проистекать из эмпирических обстоятельств или из логической невозможности. Иррациональность, однако, всегда нереалистична. Непоследовательность не может существовать в истинном эмпирическом смысле. Например, круглый квадрат не может существовать. Несуществование эрроуской конституции аналогичным образом проистекает не из эмпирической реальности, а из логической необходимости.
Учитывая AGV, возникает вопрос, каковы на самом деле разумность и моральные предположения утверждений Эрроу. Являются ли эти утверждения такими сильными, как предполагалось?
Моя позиция такова:
1. Как было сказано о «круглых столах», постулировать противоречивые свойства нерационально. Люди, вовлеченные в процесс обучения, действительно могут делать противоречивые предположения. Однако, как только противоречие обнаружено, принятие этих предположений больше не считается рациональным. Люди могут наслаждаться «круглостью» и «квадратностью», но наличие обоих одновременно рассматривается как противоречивое, даже немыслимое, и, следовательно, неразумное. Эрроуские свойства неразумны точно таким же образом. Ловушка Эрроу заключается в том, чтобы путать процесс обучения, его контекст открытия, с применением в реальном мире образованными людьми.
2. Аналогично, человек не может быть морально обязан логической невозможности. Следовательно, свойства Эрроу морально нежелательны.
Эти пункты будут разъяснены ниже.
Заметим, что люди на практике отвергли некоторые свойства Эрроу. Даже те ученые, которые, по-видимому, принимают общее утверждение AGV, принимают, a fortiori, подразумеваемую непоследовательность и, таким образом, на практике отбрасывают некоторые предположения, чтобы справиться с реальным миром. К сожалению, однако, литература не пришла к согласию относительно того, какие свойства лучше отбросить. Позиция этой статьи будет заключаться в том, чтобы выдвинуть предложение о том, что аксиома Эрроу о принятии решений попарным сравнением (ранее известная как независимость от нерелевантных альтернатив) является виновником, которого нужно устранить. Это плохая аксиома для рационального коллективного принятия решений, поскольку она кажется несовместимой с самим этим понятием.
Далее мы разрабатываем концепции, приводим краткое доказательство и обсуждение теоремы Эрроу, выстраиваем аргументацию против этих утверждений, переоцениваем литературу и подводим итоги.
Основные концепции
Пожалуйста, обратите внимание, что только для этой главы нам придется переопределить некоторые символы.
Пусть X — область товаров. Элемент в области товаров можно назвать объектом или кандидатом. Агент представляет собой совокупность различных свойств, таких как полезность, богатство и т. д. Пусть S — множество возможных совокупностей на X. При наличии n агентов наш интерес представляет функция c: S^n -> S, которая отображает общество в совокупный результат. Это обычно называют «функцией общественного благосостояния типа Эрроу» или просто конституцией.
Конституция отличается от «функции общественного благосостояния (ФОБ) типа Бергсона-Самуэльсона», причем последняя определяется непосредственно на X как ФОБ: X -> [0, ∞).
Теорема Эрроу касается механизмов формирования функций общественного благосостояния (МФ-ФОБ), подобных c, приведенной выше. Таким образом, конституцию можно рассматривать как механизм, который использует население в качестве входных данных и генерирует ФОБ, упорядочивающую все элементы в товарном пространстве. Это можно сравнить с функцией социального выбора (ФСВ), которая выбирает только один элемент, а именно лучший из бюджетного множества. Это можно еще больше ослабить, рассматривая отношения предпочтения вместо функций. Конституции, как правило, лучше соотносятся с механизмами ФСВ, поскольку парламенты обычно не заботятся об упорядочивании всех предложений. Однако эти концепции можно перевести друг в друга путем изменения бюджетного множества. Поскольку ФОБ является общепринятой концепцией в экономике, слово «конституция» может оставаться связанным с МФ-ФОБ.
Достаточно ограничить S отношениями предпочтения. Эти отношения удовлетворяют рефлексивности, транзитивности и полноте. Важно добавить, что здесь нет места обману. Пусть R обозначает обычное предпочтение, P — строгое предпочтение, а I — безразличие. Когда нет путаницы, мы также можем использовать символы >=, < и =. Суффикс обозначает индивидуальное предпочтение, в противном случае — совокупное. Элемент в S^n называется профилем, и R = c(R1, ...Rn).
Существуют следующие аксиомы Эрроу:
AWP — слабый принцип Парето
AU — универсальная область (широкий спектр предпочтений)
AD — отсутствие диктатора
APDM — попарное принятие решений (аксиома
ранее известная как независимость от посторонних альтернатив)
a = AWP & AU & AD & APDM.
Теорема Эрроу может быть выражена в различных эквивалентных логических формах:
AT: a -> falsum
AT’: a -> ~a
AT”: ~a
AT”’: (AWP & AU & APDM) -> ~AD
где falsum — это противоречие или ложь, а ~ — знак отрицания. Если что-то ведет к противоречию, то мы делаем вывод о ложности самих предпосылок.
Существует кантовское различие между техническими, прагматическими и моральными (категорическими) императивами. Полезность, как ее обычно рассматривают экономисты, вероятно, относится к прагматическому типу. Интересно, что теоретики морали разработали нечто под названием «деонтическая логика», которая, по-видимому, дает много результатов, схожих с экономической теорией. Однако деонтическая логика применяется к суждениям, а не к областям товаров. Тем не менее, можно интегрировать все эти виды предпочтений в интегральный индекс полезности, если заменить точку x в области товаров утверждением «Состояние мира есть x». Этот интегральный индекс полезности, вероятно, был бы лексикографическим, в том смысле, что некоторые моральные и конституционные вопросы могли бы доминировать над прагматическими результатами в области товаров. Таким образом, хотя мы использовали бы те же символы R, P и I, нам нужно было бы изучить структуру индекса, чтобы найти кантовское различие, проводимое конкретным агентом. Мы заключаем, что можем с пользой ввести и применить некоторые термины из деонтической логики. Определим:
Ap (~p -> p) означает, что p разрешено (по крайней мере, не хуже, чем ~p)
Op (~p < p) означает, что p является моральным обязательством (следует сделать p)
Пример деонтического результата:
Op -> ~(A(~p))
Деонтическая логика позволяет нам перевести:
AMC = Oa
Использование деонтической логики позволяет убедительно переформулировать трудность Эрроу в общественном выборе:
Oa & ~a
Рассмотрим некоторые другие свойства морали и деонтической логики.
Разрыв между «есть» и «должно быть» (Sein und Sollen) означает отказ от p -> Op («Если что-то есть, то так и должно быть») и, в принципе, от Op -> p («то, что должно быть, достигается»).
Заметьте, что это означает на самом деле. Утверждение p имеет истинностное значение 1 (истина) или 0 (ложь) в зависимости от состояния мира. Утверждение Op имеет «истинностное значение» 1 (должно быть) или 0 (не должно быть) в зависимости от чьих-либо предпочтений. Применение логического исчисления для пропозициональных операторов ~, ->, & является, таким образом, ментальным упражнением, где эмпирическим и преференциальным утверждениям сначала придается общий знаменатель «принятия в качестве значимого». Также может случиться, что в одном случае принимаются и p, и Op, но отказ от p -> Op означает, что это отвергается как правило.
Моральная последовательность отражена в деонтической аксиоме:
DA: p,q (Op & (p -> q)) -> Oq
Среди теоретиков морали ведутся дискуссии о том, действительно ли выполняется DA. Может возникнуть ощущение, что логика не очень убедительна для эмпирических отношений сомнительной причинности. Однако, если p -> q отражает логическую истину, то DA обычно принимается.
Что касается разумности, кажется немного лучше приписывать свойства агентам, а не суждениям или товарам. Полезными аксиомами тогда являются:
AF: осуществимость, X — это бюджетное множество (а не все пространство)
ARe: агенты реалистичны (они рассматривают только осуществимые варианты, принимают AF)
Таким образом, я согласен с утверждением Эрроу 1950 года: «Мое собственное мнение заключается в том, что вкусы в отношении недостижимых альтернатив не должны иметь никакого отношения к решению среди достижимых; желания, противоречащие реальности, не заслуживают рассмотрения». Таким образом, также, когда одна точка является (общественно) наиболее предпочтительной, именно она и потребляется.
Наиболее сложным свойством кажется старая добрая рациональность. Похоже, нам лучше ввести информационное множество или базу знаний I(.) и сформулировать условие, что она должна содержать теорему Эрроу. Тогда:
ARa: агенты рациональны (они принимают логику, имеют отношение предпочтения, морально последовательны (DA) и осведомлены о теореме Эрроу (I(~a)))
Условие I(~a) — это новый аспект, который, однако, не должен вызывать удивления, учитывая то, что мы сказали во введении. Существует разница между процессом обучения и результатом. В обычной стратегии обучения или стратегии продавца подержанных автомобилей людей подталкивают к тому, чтобы принять некоторые аксиомы как разумные и привлекательные, а затем они обжигаются, что их и учит. Это можно назвать рациональным с точки зрения обучения. Однако данная статья сосредоточена на рациональности после обучения, того рода рациональности, которая делает обучение столь ценным.
Как оригинальный подход Эрроу соотносится с включением I(~a)? Эрроу (1950, 1951, 1963) не включает обучение — хотя позже он писал об «обучении в процессе деятельности» — поэтому может быть, что он предполагает стандартную экономическую рациональность. Если бы это было идеальное предвидение, то I(~a) подразумевалось бы. Однако лучше считать, что Эрроу в тот период обсуждал конституционный выбор для агентов, а не агентами. Выбор для людей тогда делается каким-то алгоритмом или вычислительной машиной. Его аксиомы не описывают образованных людей, участвующих в конституционном выборе. С другой стороны, еще один новый результат в этой главе — это расширение рамок полезности и рациональности до включения знаний о самом конституционном процессе. В этом смысле оригинальные аксиомы Эрроу можно назвать неполными. С другой стороны, если идея состоит в том, что эти аксиомы касаются образованных людей, то существует скрытое противоречие в том, что разумные агенты, как предполагается, считают противоречивые аксиомы разумными.
Следовательно:
ARC = ARe & ARa
Переформулировка теоремы Эрроу
Кажется очень полезным обсудить пример, приведенный маркизом де Кондорсе в 1785 году. Сен (1970) приводит простой пример, который, по-видимому, был впервые представлен Нэнсоном в 1882 году. Аналогичный пример воспроизведен в Таблице 12, и я буду называть его «случаем Кондорсе». Есть три партии и три темы A, B и C на голосовании, и количество мест и предпочтения таковы, что при попарном голосовании и правиле большинства возникает цикл: A < B < C < A.
Таблица 12: Кондорсе 1785
Партия
Места
Темы, упорядоченные по предпочтению
Попарное голосование
Низ
Mid
Верх
A
B
B
C
C
A
Красные
25
A
B
C
25
25
25
Зеленые
35
C
A
B
35
35
35
Синие
40
B
C
A
40
40
40
Итого
100
40
60
35
65
25
75
B
C
A
Совершенно очевидно, что не так просто агрегировать голоса по более чем двум темам. Для двух тем можно действительно спросить «за» и «против» и найти большинство (и случайные ничьи, для которых существуют правила разрешения ничьих). Для двух тем можно действительно спросить «за» и «против» и найти большинство (и случайные ничьи). Для большего количества тем голоса будут рассеиваться по темам, и часто не будет четкого большинства. Поэтому попарное голосование — хорошая стратегия для получения необходимой информации о предпочтениях. Однако попарное голосование, по-видимому, также вызывает проблемы. Так что, по сути, поиск идет стратегии без таких проблем. И в этом, по сути, заключается и предполагаемая ценность теоремы Эрроу: она утверждает, что такой хорошей стратегии не существует.
Однако в этом примере Кондорсе мы можем четко сделать вывод, что цикл в первую очередь означает ничью. Ситуация находится в тупике, и группа как коллектив безразлична. То, что существуют безразличия или ничьи, — это ничего особенного. Стандартный экономический анализ позволяет агентам быть безразличными (мы даже рисуем кривые безразличия), поэтому группам тоже должно быть позволено быть безразличными. В примере Кондорсе безразличие — это даже логичный выбор, поскольку, если мы предположим что-то другое, мы быстро столкнемся с трудностями.
Существует знаменитый случай Буриданова осла (1358 г. н.э.). Осел стоит между двумя равными стогами сена на равном расстоянии. Он не может решить, какой стог выбрать, и умирает от голода. Суть этой притчи в том, что рациональные существа могут принять решение. Конституции обычно определяют, что происходит, когда возникают ничьи. Обычно сохраняется статус-кво. (Это может произойти, даже если это была одна из тем на голосовании, и, по-видимому, была отвергнута на этом этапе.) Альтернативы заключаются в том, что председатель решает, или пункты (пере)согласовываются, или можно использовать кости.
Важно видеть разницу между голосованием и принятием решения. На двух этапах председатель сначала перечисляет голоса, а затем только во вторую очередь принимает решение ударом молотка. Таблица 12 по сути дает поле голосования, а не решение. Нет никакого противоречия, пока мы записываем эти результаты как результаты голосования, например «у B больше голосов, чем у A в попарном сравнении». Противоречие возникает только тогда, когда мы превращаем это в предпочтение, т.е. решаем, что «B лучше, чем A». Существуют дополнительные правила, которые переводят поле в уникальное решение. Часть парадоксального элемента в голосовании проистекает из путаницы между голосованием и принятием решения.
Мы можем использовать пример Кондорсе, чтобы дать краткое доказательство теоремы Эрроу, ограничив наше внимание голосованием большинством.
Доказательство: Групповое решение в случае Кондорсе — это безразличие, так что B = C. Согласно аксиоме универсальности, мы можем рассмотреть различные профили предпочтений, из которых пример Кондорсе — лишь один. Теперь рассмотрим скорректированный профиль так, чтобы предпочтения по B и C остались прежними, но предпочтение по A опустилось на самую низкую позицию. Новый профиль, таким образом, {A < B < C, A < C < B, A < B < C}. Поскольку предпочтения по B и C не изменились, результат APDM по B и C должен быть таким же. Однако голосование большинством теперь приводит к B < C, что отличается от B = C. Противоречие. Таким образом, существует контрпример к аксиомам. Значит, аксиомы противоречивы. Ч.Т.Д.
Достоинство этого краткого доказательства в том, что оно ясно показывает неловкость APDM. В случае примера Кондорсе вывод B = C является здравым решением, а в случае скорректированного примера вывод B < C также является здравым. То, что предпочтения вне пары B и C изменились, жизненно важно для группового решения, поскольку сдвиг помогает переходу от четкого безразличия к четкому предпочтению. Предпочтения по другим темам весьма актуальны, а не «неактуальны». APDM исключает жизненно важную информацию о предпочтениях — точнее: она уничтожает существующую информацию — и неудивительно, что возникают парадоксы и противоречия. APDM несовместима с понятием группового принятия решений. Возможно, индивид может исключить информацию о других темах, но группа — нет. (Или мозг, который работает как группа, не может.) Удивительно, что APDM не была убита прямо в 1951 году.
Примечание о названии APDM
Эрроу (1951, 1963) ввел аксиому «Независимость от посторонних альтернатив» (AIIA), которая вызвала много недопонимания. Эта аксиома здесь была окрещена «Аксиомой попарного принятия решений» (APDM). Таким образом, аксиома остается прежней, меняется только название. Новое название гораздо яснее говорит о том, что аксиома означает на самом деле в обычном английском языке.