Nauka

Algorytmy manipulacji

Rozmowa z dr. hab. inż. Piotrem Faliszewskim, laureatem Nagrody Naukowej POLITYKI 2013

Dr hab. inż. Piotr Faliszewski (ur. 1980 r.) jest absolwentem Wydziału Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie. Tegoroczny laureat Nagród Naukowych POLITYKI. Dr hab. inż. Piotr Faliszewski (ur. 1980 r.) jest absolwentem Wydziału Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie. Tegoroczny laureat Nagród Naukowych POLITYKI. Tadeusz Późniak / Polityka
O wyborach złych i jeszcze gorszych, o klonowaniu kandydatów – i konieczności oszukiwania przy urnach do głosowania rozmawiamy z Piotrem Faliszewskim, badaczem teorii złożoności obliczeniowej, laureatem Nagrody Naukowej POLITYKI.
Ludzie chcą się czuć reprezentowani, szukamy więc systemu, który to zapewni.Team of MUNBW/Wikipedia Ludzie chcą się czuć reprezentowani, szukamy więc systemu, który to zapewni.
Wiadomo np., że metoda większościowa, stosowana tak powszechnie na świecie, również w Polsce – choćby w wyborach do Senatu – jest systemem dalekim od ideału.Malerapaso/Getty Images/FPM Wiadomo np., że metoda większościowa, stosowana tak powszechnie na świecie, również w Polsce – choćby w wyborach do Senatu – jest systemem dalekim od ideału.

Karol Jałochowski: – Kiedy idzie pan na wybory, ma pan odczucie, że oddany głos pada ofiarą źle dobranego algorytmu wyborczego?
Piotr Faliszewski: – Z wyborami problem polega na tym, że – powiem, nieco tylko przesadzając – nie ma dobrego rozwiązania. Są tylko złe i takie sobie.

Są na to dowody?
Owszem, mamy coś takiego jak klasyczne już twierdzenie Kennetha Arrowa, które mówi, że nie istnieje system wyborczy, który nie łamałby choćby jednego z szeregu wymagań, jakie stawialibyśmy systemowi idealnemu. Na przykład wiadomo dobrze, że metoda większościowa, stosowana tak powszechnie na świecie, również w Polsce – choćby w wyborach do Senatu – jest systemem dalekim od ideału. Niestety, choć wiadomo, że istnieją metody lepsze, specjaliści nie są w stanie zgodzić się co do tego, która z nich jest najlepsza. Chodzi o wybór wad, które jesteśmy skłonni zaakceptować. I wygrywa status quo. We Francji przeprowadzono niedawno eksperyment, który dowiódł, że metoda ma ogromny wpływ na wynik wyborów.

Na czym polegał?
Przed wyborami poinformowano obywateli o testach nowej metody, wyjaśniono im jej istotę i podczas prawdziwych wyborów, po oddaniu głosu zliczanego dotychczasową metodą, proszono ich o oddanie drugiego głosu w ramach nowego systemu. Wyborcy mogli wybrać nie jednego kandydata nadającego się ich zdaniem na określone stanowisko, ale całą ich grupę. Mogli wskazać tych, których uznali za wystarczająco dobrych na dane stanowisko. I to była fenomenalna zmiana. Ludzie nie musieli wybierać tego jedynego, który ma szansę wygrać. Okazało się, że kandydaci, którzy nie otrzymywali dotąd wielu głosów, zyskiwali znaczące poparcie, bo wyborcy nie obawiali się zmarnowania swojego głosu.

Czy Arrow nieodwołalnie dowiódł, że w pełni ­sprawiedliwe wybory należą do sfery doskonałych bytów platońskich – i nie występują w przyrodzie?
Nawet gorzej – że idealny system wyborczy jest fundamentalnie niemożliwy. Choć oczywiście można się kłócić, z którego z postulatów Arrowa można zrezygnować.

To znaczy, że wszystko, co możemy zrobić, to wybrać możliwie najmniej ­nieskuteczny system?
Tak. Wybory parlamentarne wymagają systemu, który będzie generował proporcjonalną reprezentację – to znaczy, że jeśli co dziesiąty obywatel ma określony pogląd, to i co dziesiąty parlamentarzysta powinien go podzielać. Ludzie chcą się czuć reprezentowani, szukamy więc systemu, który to zapewni. Zupełnie inaczej wygląda to w firmie, która musi spośród kilkuset podań o pracę wybrać kilka. Zapewne zajmie się tym grupa ekspertów, która w pierwszym kroku dokona selekcji kilkudziesięciu najlepiej rokujących zgłoszeń. Ten proces to także rodzaj wyborów do „parlamentu” spośród kilkuset kandydatów, ale system, który powinien zostać w tym celu użyty, będzie zupełnie inny.

A jak ocenia pan system wyborczy stosowany w Polsce?
Wydaje mi się, że nie jest fatalny. Moją osobistą nieufność wzbudzają listy partyjne, których istnienie oznacza, że wyborcy nie głosują bezpośrednio na kandydatów, tylko na partie, które potem rozdzielają fotele. Do parlamentu trafiają więc zarówno osoby naprawdę bardzo popularne, jak i te mniej, ale ustawione przez partię na pierwszych miejscach listy. Ten element systemu warto poprawiać, choć nie jest to zadanie łatwe.

Czy ktoś prowadził może symulacje demonstrujące zależność wyniku od metody ­głosowania?
Można pokazać dwa rozsądne systemy wyborcze, które na podstawie tych samych głosów wybiorą skrajnie innych zwycięzców, więc wpływ systemu wyborczego na wynik może być ogromny. Oczywiście można powiedzieć, że to dość teoretyczna możliwość, ale też ja poruszam się bliżej świata teorii.

Zna pan sytuacje, w których teoria wyborcza jednak przeniknęła do rzeczywistości?
Coś takiego zdarzyło się na przykład w kontekście wyboru szkół. W wielu krajach rodzice chcąc, aby dziecko dostało się do jednej z najwłaściwszych ich zdaniem szkoły, „głosują” na kilka z nich. Szkoły mają swoje kryteria doboru dzieci. I trzeba jakoś połączyć jedne z drugimi, szkoły z uczniami. Informatycy i ekonomiści wskazali najwłaściwsze ich zdaniem algorytmy – i to zagrało, na przykład w Bostonie. Poziom zadowolenia rodziców wzrósł. Zaczęli mieć wrażenie, że ich preferencje są reprezentowane lepiej niż wcześniej. System, w którym dało się oszukiwać, zastąpiono systemem, który jest odporny na oszustwa. Podobny system łączy w USA odbywających staże lekarzy z szukającymi stażystów szpitalami.

Kolejnym przełomem było opracowanie metod, którymi pan się teraz zajmuje?
Tak. Informatyczna teoria złożoności obliczeniowej zajmuje się, mówiąc krótko, badaniem tego, co można efektywnie policzyć za pomocą komputera, a czego nie można. Ćwierć wieku temu trzech amerykańskich badaczy John Bartholdi, Craig Tovey i Michael Trick zajęło się pewnym klasycznym w teorii wyborów twierdzeniem, mówiącym, że każdy sensowny system wyborczy motywuje wyborców do pewnego rodzaju kłamstw. Mówiąc inaczej: wyborcy wiedzą, że wynik wyborów będzie bliższy ich przekonaniom, jeśli zagłosują niejako wbrew sobie.

Przyjrzyjmy się chociażby wyborom prezydenckim w Polsce. Oddajemy głos na jednego tylko kandydata, po czym zwykle okazuje się, że znaczącą większość głosów zbierają zaledwie dwie osoby. Przypuszczalnie dzieje się tak dlatego, że część wyborców nie głosuje na swoich ulubionych kandydatów w obawie, że nie otrzymają wystarczającej liczby głosów, żeby przejść do drugiej tury. Obawiają się, że ich głos przepadnie. Można powiedzieć, że nie ma w tym nic szczególnie nieuczciwego, ale z punktu widzenia teorii wyborów jest to rodzaj manipulacji.

To manipulacje motywowane psychologicznie, niejako spontanicznie. Czy zna pan przykłady takich, do których doszło z inicjatywy kandydatów?
W Stanach Zjednoczonych zdarzyło się kiedyś, że pewien kandydat do wyborów lokalnych opłacił i zarejestrował grupę bezdomnych jako kandydatów partii konkurencyjnej. Chodziło o rozproszenie jej zwolenników – o wprowadzenie zamieszania. Sam kandydat zresztą uczynił to jak najbardziej jawnie, twierdząc, że jeśli system dopuszcza takie działania, to dlaczego miałby ich nie podjąć? W naszym języku zabieg taki nazywa się klonowaniem kandydatów, czyli rozmnożeniem jednego kandydata na całe mrowie podobnych. Badaniem między innymi tego właśnie, w których systemach pomaga klonowanie własnych kandydatów, a w których lepszy efekt daje klonowanie przeciwników, zajmujemy się z kolegami.

Wiem, że dawał pan kiedyś wykłady z kryptografii – i początkowo nie potrafiłem dostrzec łączności między tym, o czym teraz mówimy, a szyframi. Ale już widzę: w obu przypadkach testuje pan odporność systemów, czy to kryptograficznych, czy wyborczych, na manipulacje i włamania?
Otóż to! Związek jest obustronny. Bezpieczne głosowania w Internecie nie są możliwe bez kryptografii zapewniającej, że każdy może zagłosować tylko raz, ale jednocześnie anonimowo. Współczesna kryptografia wykorzystuje fakt, że niektóre problemy matematyczne obliczyć jest niezwykle trudno, nie dysponując odpowiednim kluczem. I to właśnie badam.

Z teorii wyborów korzysta się też coraz częściej w badaniach nad sztuczną inteligencją – dlaczego?
W przyszłości niektóre decyzje będą przez nas podejmowały tak zwane agenty – programy komputerowe. Będziemy ich używać, chcąc zarezerwować bilety lotnicze czy pokój w hotelu. To agenty będą podejmować decyzje o wyborze. Będą badać, ile innych agentów jest zainteresowanych podobną rezerwacją, łączyć się w grupy, negocjować niższe ceny lub wręcz czarterować samoloty. Takie działające na naszą rzecz obiekty będą musiały się wzajemnie komunikować, wspólnie podejmować decyzje, korzystając z odpowiednich systemów wyborczych. To oczywiście pieśń przyszłości. Po pierwsze dlatego, że minie wiele lat, zanim ludzie zaufają podobnym rozwiązaniom, a po drugie dlatego, że muszą one osiągnąć dostateczną sprawność.

Czym różnią się takie nowoczesne systemy od metod starszej generacji?
Przyznam, że są niezwykle zawiłe, ale – co ciekawe – oba nawiązują do XVIII-wiecznej idei de Condorceta. Tworzy się w nich pewne grafy – sieci upodobań, system wybiera kandydata, konstruując dowód na to, że jest on lepszy od pozostałych... Niestety, obawiam się, że nie jestem w stanie wyjaśnić tego w przystępny sposób...

OK, proszę więc powiedzieć, co w tym, czego nie da się wyjaśnić skrótowo, najbardziej pana interesuje?
To, czym się zajmuję, jest bliskie podejściu matematycznemu i najbardziej fascynuje mnie elegancja badanych przez nas rozwiązań. Jest jakiś związek między pięknem sztuki, a pięknem dowodu matematycznego. Oczywiście nie wszystkie dowody są piękne, ale zdarzają się chwile obcowania z jakąś uniwersalną prawdą, która istniała od zawsze – a my ją tylko odkrywamy, nie tworzymy. Ono polega na tym, że... Może dam przykład. Jest pewien, stworzony blisko 20 lat temu z myślą o wyborach parlamentarnych, system wyborczy, w którym teoria złożoności obliczeniowej okazała się naszym wrogiem. Obliczenie składu parlamentu może w nim zająć nawet tysiąc lat. Niedawno, pracując z Piotrem Skowronem z Uniwersytetu Warszawskiego oraz Arkadiim Slinko z Nowej Zelandii, odkryliśmy prosty i elegancki algorytm, który wprawdzie nie znajduje rozwiązania optymalnego, ale znajduje wariant przybliżony – i to w ponad 90 proc. To piękny punkt kompromisu między tym, co da się obliczyć, a ideałem. Przy okazji okazało się, że nasz algorytm ma ciekawsze własności niż sama metoda, którą próbowaliśmy za jego pomocą przybliżać. Znaleźliśmy coś, co być może kryje w sobie jakąś głębszą prawdę – i coś, czego można niemal bezpośrednio użyć w praktyce.

Jakie są na to szanse?
Raczej nikłe, niestety... Wskazuje na to choćby przykład bardzo niewielkich zmian, które proponowano niedawno podczas referendum wyborczego w Wielkiej Brytanii i które zostały stanowczo odrzucone. Do władzy musi dojść zapewne nowe pokolenie polityków. Ktoś zauważył kiedyś trafnie, że fundamentalny problem przy zmianie systemu wyborczego polega na tym, że muszą jej dokonać ludzie, których wybrał stary system.

rozmawiał Karol Jałochowski

 

Dr hab. inż. Piotr Faliszewski (ur. 1980 r.) jest absolwentem Wydziału Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, gdzie pracuje. Doktorat obronił na University of Rochester (USA). Habilitował się w Krakowie, w tym roku. Jest współautorem blisko 50 prac opublikowanych w prestiżowych periodykach. Zajmuje się badaniem młodej i dynamicznie rozwijającej się problematyki – algorytmicznych aspektów zbiorowego podejmowania decyzji. Ma ona zastosowanie zarówno w procesach społecznych czy politycznych, jak i w dziedzinach bardziej abstrakcyjnych – choćby sztucznej inteligencji.

Polityka 46.2013 (2933) z dnia 12.11.2013; Nauka; s. 58
Oryginalny tytuł tekstu: "Algorytmy manipulacji"
Więcej na ten temat
Reklama

Czytaj także

Społeczeństwo

Wojna państwa Marcinkiewiczów

Historia Izabeli i Kazimierza Marcinkiewiczów toczy się jak wieloodcinkowy serial. Ale to, co długo było celebrycką, plotkarską farsą, w najnowszych odsłonach nabiera cech greckiej tragedii. Spór byłego premiera z byłą żoną to przypadek rozwodu publicznego, z wykorzystaniem mediów oraz nowych instytucji prawnych.

Martyna Bunda
06.08.2019
Reklama

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną