Illustratie van Onmogelijkheidsstelling van Arrow
Wiskundige stelling / sociale-keuzetheorie
Wiskundige stelling / sociale-keuzetheorie

Onmogelijkheidsstelling van Arrow

Arrow's Impossibility Theorem

Geen enkel rangordestemsysteem is perfect. Als er drie of meer opties zijn, moet elke stemregel minstens een redelijke voorwaarde voor eerlijkheid opofferen.

Populariteit
Nut
Aliassen
Stelling van Arrow / paradox van Arrow / algemene mogelijkheidsstelling / onmogelijkheidstheorema
Domeinen
Economie, politicologie, stemtheorie, welvaartseconomie, beslissingstheorie

Definitie

  • De onmogelijkheidsstelling van Arrow stelt dat er, zodra er minstens drie alternatieven zijn, geen rangordestemsysteem of sociale-keuzeregel bestaat die individuele voorkeuren altijd kan omzetten in een consistente groepsrangorde en tegelijk aan meerdere redelijke eerlijkheidsvoorwaarden voldoet.

Kernidee

  • Een volmaakt eerlijk stemsysteem voor gerangschikte voorkeuren is onder de voorwaarden van Arrow onmogelijk.
  • De stelling zegt niet dat democratie zinloos is.
  • Ze zegt wel dat elke collectieve beslisregel afruilen moet maken: bijvoorbeeld cycli toelaten, bepaalde informatie negeren, onafhankelijkheid schenden, mogelijke voorkeuren beperken of zich in technische zin als een dictatuur gedragen.

Hoe het werkt

  • De stelling gaat ervan uit dat kiezers alternatieven rangschikken.

  • Een stemregel probeert die individuele rangordes te combineren tot een sociale rangorde.

  • Arrow liet zien dat geen enkele regel al deze voorwaarden tegelijk kan vervullen:

  • Onbeperkt domein: elke logisch mogelijke voorkeurenorde van kiezers is toegestaan.

  • Pareto-efficientie / unanimiteit: als iedereen A boven B verkiest, moet de samenleving A boven B verkiezen.

  • Onafhankelijkheid van irrelevante alternatieven: de sociale keuze tussen A en B mag alleen afhangen van hoe kiezers A tegenover B rangschikken, niet van een ongerelateerd alternatief C.

  • Niet-dictatuur: geen enkele kiezer mag altijd de groepsrangorde bepalen.

  • Collectieve rationaliteit / transitiviteit: de uiteindelijke sociale rangorde moet logisch consistent zijn.

  • Bij drie of meer alternatieven kunnen deze eisen niet allemaal tegelijk gelden.

Praktijkvoorbeeld

  • Stel dat een team moet kiezen tussen drie projectplannen: A, B en C.
  • Sommige leden rangschikken A > B > C.
  • Anderen rangschikken B > C > A.
  • Weer anderen rangschikken C > A > B.
  • Een meerderheid per tweetal kan dan een cyclus opleveren: A verslaat B, B verslaat C en C verslaat A.
  • Dat laat zien waarom een groep inconsistente voorkeuren kan lijken te hebben, ook al is elke individuele kiezer intern consistent.

Bekend voorbeeld

  • Voorbeeld: de stemcyclus van Condorcet met drie alternatieven.
  • Waarom dit bij deze regel past: ze laat zien hoe meerderheidsstemmen cirkelvormige collectieve voorkeuren kunnen opleveren, iets wat de stelling van Arrow generaliseert tot een bredere onmogelijkheid binnen sociale-keuzeregels.

Toepassingen / situaties waarin dit speelt

  • Het ontwerpen van stemsystemen met gerangschikte stembiljetten.
  • Het vergelijken van kiesstelsels.
  • Begrijpen waarom geen enkele stemmethode in elke situatie volmaakt eerlijk is.
  • Het analyseren van commissiebesluiten, beleidskeuzes, constitutioneel ontwerp en welvaartseconomie.
  • Uitleggen waarom het veranderen van stemregels ook uitkomsten kan veranderen.

Wanneer niet gebruiken of veelvoorkomend misbruik

  • Gebruik dit niet om te beweren dat stemmen altijd zinloos is.
  • Pas het niet toe op eenvoudige keuzes met slechts twee opties; de stelling vereist minstens drie alternatieven.
  • Pas het niet rechtstreeks toe op stemsystemen die geen volledige rangordes gebruiken, tenzij de aannames zorgvuldig zijn gecontroleerd.
  • Behandel het niet als een empirisch psychologisch effect; het is een wiskundige stelling.
  • Verwar het niet met de paradox van Condorcet. Die paradox is een voorbeeld van cyclische meerderheidsvoorkeuren; de stelling van Arrow is een bredere formele onmogelijkheid.

Oorsprong

  • Ontwikkeld door: Kenneth J. Arrow
  • Jaar van ontstaan: 1950 voor het artikel "A Difficulty in the Concept of Social Welfare"; 1951 voor het boek Social Choice and Individual Values
  • Land / context van oorsprong: Verenigde Staten; welvaartseconomie en sociale-keuzetheorie

Korte praktische les

  • Geen enkel rangordestemsysteem is perfect. Als er drie of meer opties zijn, moet elke stemregel minstens een redelijke voorwaarde voor eerlijkheid opofferen.