Deb 的禮物:一顆陌生人的腎臟#

2022 年 2 月 22 日,作者的朋友 Deb 在克里夫蘭診所捐出了一顆健康的腎臟。她不是病人、也不認識受贈者,卻有兩個捐贈理由:

  • 對方腎臟衰竭,她的腎可讓他多活許多年
  • 她的孫女也需要腎,但兩人血型不合——透過「捐給陌生人」的方式,孫女找到合適捐者的機會就會提高

Deb 開玩笑說,自己開始把自己當成「備料祖母」。

嚴重的供需失衡#

  • 光是美國等候名單上就有約 9.2 萬人
  • 許多人在等到合適腎臟前就過世
  • 大部分人只需要一顆腎就能健康生活,但活體捐贈受限於相容性——你想救親人,但血型不合,就卡住了

這是典型的「帕累托無效率」(Pareto inefficiency):存在一種安排,能讓至少一人變好、且不讓任何人變壞,但這種安排沒有發生,人們因此死去

市場設計:讓好事發生的新學科#

匹茲堡大學(後轉任史丹佛)的 Al Roth 投入這個問題。他的解方建立了一個全新的經濟學次領域——市場設計(market design / mechanism design)

傳統經濟學的問題:「給定某種市場,會發生什麼?好不好?」

市場設計把問題倒過來:「我們希望發生什麼?要設計什麼樣的市場能讓它發生?」

媒合問題無處不在#

除了腎臟,許多重要資源不是用錢就能買到

  • 成為太空人(雇用)
  • 讀最好的學校(入學)
  • 結婚(對方同意)
  • 住宿、移植器官

這些都是媒合問題(matching problems)。解方就是設計媒合市場(matching market)

日常例子:分蛋糕給兩個小孩時,叫第一個切、第二個先挑——兩塊盡可能一樣大,雙方都滿意。這就是一個好機制:設定規則,讓參與者自私地追求利益,結果就是公平。

腎臟交換的機制#

從純理論模型到救命應用#

賽局理論家 Lloyd Shapley 與 Herb Scarf 建過一個純抽象模型:

  • 每人有一單位不可分割的「房子」
  • 每人都想要一單位,但不是每個人都滿意自己手上那一間
  • 無法用錢交換

Roth 發現這個模型完美對應腎臟狀況:

  • 捐贈者—受贈者配對 = 一個「房子」
  • 雙方不相容時,這對配對手上有一顆腎、也需要一顆腎、但無法互相使用
  • 各國大多禁止器官買賣(Roth 稱為令人反感的市場,repugnant markets),所以不能以錢交換

交換、循環與鏈#

從最簡單到複雜:

  • 捐贈:捐者與受者相容,直接捐

Figure 1: Kidney donation

  • 雙向交換:A 對的捐者能捐給 B 對的受者,反之亦然

Figure 2: Two-way kidney exchange

  • 交易循環(trading cycle):三對以上配對互相捐,形成閉環

Figure 3: Kidney donation cycle

  • 捐贈鏈(donation chain):由一位「非指定捐贈者」(altruistic donor)起頭,串起多對配對,最後一棒捐給等候名單上的人

Figure 4: Kidney donation chain

作者的朋友 Wendy(Deb 的女兒)也捐了腎,她的非指定捐贈啟動了一條串起 3 位陌生受者的鏈——她沒有三顆腎,但她的一顆腎救了三個人。

架構設計的兩個挑戰#

挑戰一:配對會不會臨時抽腿?

Shapley 與 Scarf 證明:一定存在一組最優交易循環(top trading cycles),沒有任何配對有誘因退出。只要系統只提出這類循環,流程就穩定、手術可以進行。

挑戰二:參與者會不會隱藏資訊?

Roth 證明:可以設計清算所(clearinghouse)讓誠實揭露資訊永遠不會吃虧。既然誠實符合自身利益,病人與醫師就會配合。

關鍵的落地突破:非同步手術#

早期系統(2004 年新英格蘭交換計畫 NEPKE)只能處理雙向交換——四個手術室同時動工,再複雜的循環後勤上難以執行。

Roth 發現解方是以非指定捐贈者起頭,讓每對配對先收到腎再捐出去。即使鏈條中斷,也不會有人「捐了卻沒拿到」。

俄亥俄州的 Alliance for Paired Donation 率先嘗試。一位名叫 Matt Jones 的密西根捐者啟動了一條延續數年、最終完成 16 次移植的鏈,終點是等候名單上的陌生人。

自此之後「腎臟交換」成為美國標準移植方法,並在全球擴散。數千條手術因此得以進行,其中多數是透過鏈——而「越長越好」尤其嘉惠最難配對的病人。Roth 與 Shapley 於 2012 年共同獲得諾貝爾獎。

捐贈誘因的放大效應#

  • 利他捐贈者單獨捐,只能救一人
  • 透過鏈,一位利他捐者可啟動救上幾十人的連鎖反應
  • 有人可能不願為一條命捐腎,但會為幾十條命而動——救命規模提升,也同步提升捐贈誘因

市場設計的其他應用#

  • 醫師住院醫師配對(The Match):協助新醫師與醫院媒合,並考量到醫師伴侶關係,讓他們能在附近工作
  • 紐約高中選擇系統:新設計的學生入學演算法
  • 頻譜拍賣(spectrum auction):早期以聽證或抽籤分配無線電頻譜,緩慢且投機。經濟學家 Robert Wilson 與 Paul Milgrom 設計的拍賣機制自 1994 年上路,既增加政府收入、又最大化社會效益;兩人因此獲 2020 年諾貝爾獎

好市場的三個特徵#

Roth 歸納出的設計原則:

  1. 厚實(thick):雙邊參與者數量足夠,才可能找到好媒合。固定交易時段有助維持市場厚實
  2. 不壅塞(uncongested):交易能迅速辨識選項、評估、成交。在生死攸關的場域(如腎臟),壅塞等於災難
  3. 安全而簡單(safe and simple):參與者願意誠實揭露需求與偏好,不會因為參與而後悔;總是有誘因依照市場提議的分配行動

疫苗接種(Covid、猴痘)實際上就是一個媒合市場:誰能打、到哪裡打、何時打。許多國家失敗不只是疫苗短缺,更是媒合市場設計不良——不夠厚實、太壅塞、不夠簡單安全。

經濟學與市場觀#

「自由市場」的真正意義#

  • 經濟學家喜歡用市場分配資源,不等於主張一切商品化
  • 所有市場都遵循某些規則(政府、產業、自發形成)
  • 「自由市場」不是沒有規則的市場,而是規則良好、能真正運作的市場
  • Roth:「我們的研究,讓我們更理解什麼才能讓『自由市場』真正自由地運作。」

抽象理論的實務價值#

Shapley 與 Scarf 的「不可分割商品」模型最初只是純智識練習,最後成為救命機制的基礎。這類似布林代數(Boolean logic)——起初只是數學分支,後來成為所有現代計算的基石。

價值觀是內建的,不是雜訊#

市場設計明顯依賴價值:

  1. 需回應社群的價值觀:若人們認為買賣腎臟令人反感,經濟學家就把這視為設計的約束條件
  2. 目的本身就是讓世界變得更好:市場設計者不是要「把人變更道德或更理性」——他們接受人本來的樣子,去設計一個讓人能安全達成目標的環境

有些人希望經濟學「去價值化」;但讓世界變更好本身就是一種價值立場——根本不存在中立的改善方案。

結語#

  • 市場設計不保證救世,但它是實實在在有用的工具
  • 當一個市場運作不良時,經常不是市場概念本身的問題,而是規則設計不良
  • 重新設計,就能讓更多人得到他們真正需要的東西——有一天,可能救的就是你的命