用數學改變選戰—傑利蠑螈(一)

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(請放心食用。以確保大眾安全,高等數學部份將會放在本系列最後一編才出現。)

2019年區議會選舉將於11月24日舉行。每一次大選,選舉委員會都會對部份選區的範圍作出改變,而今年亦都不例外。而改變選區範圍就意味著選票會被重新分配到不同選區。由於選區的劃分一般是由行政機關負責,當中可能包括人為控制選區的劃分,令到執政黨保持權力的可能性。

在1812年美國時任麻省洲長埃爾布里奇·傑利(Elbridge Gerry)就使用了此方法,令其所在的民主—共和黨在選舉中獲勝。由於其中一個選區被劃成蠑螈狀,於是政敵便用傑利的姓氏(Gerry)和蠑螈(salamander)組成一個新字—傑利蠑螈(Gerrymander)以形容這個行為。

1812年麻省蠑螈選區示意圖

運作例子

假設現在有25個格,每一格代表一個選民,分成紅、藍兩黨,紅黨比藍黨多一人。25格將分成5個選區,每個選區有5人,選區中選民必須鄰接,票數較多的一黨將在議會中獲得一席。如下圖所示:

在選區只可以形成直線的情況下,紅黨必定會獲得3席,成為議會大多數。

但是在選區不必形成直線的情況下,在小心劃分選區後,可以令藍黨取得3席,成為議會大多數。

再劃分得過分一點,更可以令藍黨取下4席。

甚至,在人數比例有巨大差別的時候,比較少選民支持的一方依然可以在議會佔有大多數議席。(下圖紅藍比為16:9)

由此可見,只要掌握了選區劃分的權力,可以大大影響選舉結果。

基本策略

由上面的劃分選區的例子,已經展示了傑利蠑螈成功的兩大方法——集中選票(packing)和分散選票(cracking)。

「集中選票」是指把對手的核心選票區集中在一個選區(如上圖左上角),並把己方的選票劃在一起直到剛好超過一半。這方法主要是減少對方選票對大勢的影響力,甚至犧牲部份選區,以保護其他選區的優勢。

而「分散選票」就是把己方的核心票區分散到不同選區,將選票的影響力最大化。再將對方邊緣的選票加到自己佔上風的選區中,扣住對方的選票。這方法可以令己方的選票效率最大化。

所以,傑利蠑螈會成功的原因就是最大化自己選票影響力的同時,把對方的選票影響力最少化。

這編先對傑利蠑螈作一個簡單介紹。之後將會介紹外國著名例子,探討香港情況,介紹預防方法,而最後一編就會介紹數學家對傑利蠑螈的研究,包括在不同分佈,不同比例等情況,傑利蠑螈的可行性。

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