Acykliczność

własność niektórych relacji dwuczłonowych

Acykliczność to własność preferencji i innych relacji dwuczłonowych, która wymaga aby przeciwsymetryczna część relacji nie zawierała cykli.

Definicja edytuj

Formalnie, relacja dwuczłonowa   jest acykliczna, jeżeli nie istnieje ciąg   elementów takich, że   Często zakłada się dodatkowo, że relacja   jest przeciwsymetryczna.

Acykliczność a przechodniość edytuj

Dla każdej (słabej) relacji preferencji   można zdefiniować przeciwsymetryczną podrelację silnej preferencji   oraz symetryczną podrelację obojętności   w następujący sposób. Konsument silnie preferuje   wobec   co zapisuje się jako   jeżeli woli   niż   (zachodzi  ) oraz nie woli   niż   (nie zachodzi  ). Konsument jest obojętny między   i   co zapisuje się jako   jeżeli jednocześnie woli   niż   i woli   niż   (zachodzi jednocześnie   i  ).

Własność acykliczności (przy założeniu przeciwsymetryczności) jest istotnie słabsza niż podobna do niej własność przechodniości. Na przykład jeżeli     oraz   wówczas relacja silnej preferencji   jest acykliczna, mimo że nie jest przechodnia. Podobnie, jeżeli     i   wówczas relacja obojętności   jest acykliczna, mimo że nie jest przechodnia[1].

Acykliczność w naukach społecznych edytuj

Gdy zbiór   dostępnych alternatyw zawiera więcej niż dwa elementy, wówczas istnieje potrzeba zdefiniowania podzbioru   zbioru   złożonego z tych alternatyw które mogłyby zostać wybrane, gdyby decydent mógł wybierać spośród wszystkich elementów zbioru   Tak więc   jest odwzorowaniem wielowartościowym przyporządkowującym rozważanym zbiorom pewne ich podzbiory. Taka multifunkcja wyboru, powinna być w jakimś sensie zgodna z dwuczłonową relacją preferencji   zdefiniowaną na zbiorze   Naturalnym kandydatem na takie odwzorowanie wielowartościowe   jest zbiór alternatyw, które nie są zdominowane, czyli takich elementów   należących do zbioru   dla których nie istnieje element   w tym zbiorze spełniający warunek  

Acykliczność relacji   jest warunkiem koniecznym i dostatecznym istnienia niepustego podzbioru niezdominowanych elementów, dla dowolnego, skończonego podzbioru   Dodatkowo, zdefiniowana w ten sposób multifunkcja wyboru   posiada następującą własność: jeżeli   jest podzbiorem   i jeżeli   jest elementem zarówno   jak i   wówczas   musi być elementem   Intuicyjna interpretacja tej własności jest następująca: Jeżeli osoba   jest mistrzem świata (elementem  ) i Polakiem (elementem  ), wówczas musi ona być również mistrzem Polski (elementem  ). Ta własność jest atrakcyjna, ponieważ oznacza ona, że jeżeli jakaś opcja   nie została wybrana z podzbioru   to nie trzeba jej rozpatrywać przy analizie wyboru z większego zbioru   ponieważ opcja   nie zostanie również wybrana z   Intuicyjnie, mistrzem świata nie może być osoba, która nie jest mistrzem Polski, ponieważ w Polsce istnieje ktoś od niej lepszy[2].

Historia edytuj

Badanie relacji acyklicznych sięga wstecz co najmniej do 1785 roku, gdy Jean Condorcet analizował paradoks głosowania, w którym preferencje poszczególnych wyborców są przechodnie, a mimo tego preferencja uzyskana przez głosowanie większościowe jest cykliczna[3].

Acykliczność ma spore znaczenie we współczesnej teorii ekonomii. W teorii wyboru konsumenta mocny aksjomat preferencji ujawnionych stwierdza, że relacja preferencji ujawnionych konsumenta jest acykliczna. Acykliczoność pojawia się również w teorii gier. Acykliczność relacji dominacji jest ściśle związana z jednoznacznością istnienia punktu równowagi w rozwiązaniu zaproponowanym przez Johna von Neumanna i Oskara Morgensterna[4]. Najwięcej uwagi acykliczność zyskała jednak w związku z badaniami laureata Nagrody Banku Szwecji im. Alfreda Nobla w dziedzinie ekonomii, Kennetha Arrowa, dotyczącymi jego twierdzenia o niemożności[5]. Jego twierdzenie dotyczy agregacji preferencji indywidualnych w preferencje społeczne. Arrow udowodnił, że agregacje preferencji spełniające dwa aksjomaty i przechodniość muszą być dyktatorskie. W latach późniejszych próbowano uniknąć tego paradoksu, osłabiając wymaganie aby preferencje społeczne były nie przechodnie, lecz jedynie acykliczne. Okazuje się, że takie reguły istnieją, jednak ich własności są podobne do reguł dyktatorskich[6].

Zobacz też edytuj

Przypisy edytuj

  1. Douglas H. Blair, Acyclicity, The New Palgrave Dictionary of Economics, Vol. 1; red. John Eatwell, Murray Milgate i Peter Newman, London, Macmillan, 1987.
  2. Amartya Kumar Sen, Collective Choice and Social Welfare, 1970.
  3. Jean Condorcet, Essay on the application of analysis to the probability of majority decisions, 1785.
  4. John von Neumann, Oskar Morgenstern, Theory of Games and Economic Behavior, 1944, rozdział 12.
  5. Arrow, Kenneth Social Choice and Individual Values, 1951.
  6. Douglas H. Blair, Robert A. Pollak, Acyclic Collective Choice Rules, „Econometrica”, 50 (1982): s. 931–944.