Heute möchte ich euch mein Lieblings-Paradoxon vorstellen. Das Braess-Paradoxon. Es wurde 1968 von einem deutschen Mathematiker namens Braess (wie soll er auch sonst geheißen haben) vorgestellt. Es wird also jetzt ein kleines bisschen mathematisch. Aber es lohnt sich, darüber nachzudenken.
Braess veranschaulichte sein Paradoxon anhand des Straßenbaus. Er zeigte, dass der Bau einer zusätzlichen Straße in einem bereits vorhandenen Straßennetzwerk dazu führen kann, dass plötzlich alle Verkehrsteilnehmer langsamer an ihr Ziel kommen statt schneller. Ohne eine Erhöhung des Verkehrsaufkommens.
Klingt komisch? Hier kommt das Beispiel.
4000 Autofahrer möchten täglich von einem Startpunkt zu einem Zielpunkt kommen. Zwischen diesen beiden Punkten liegen Dorf A und Dorf B. Zwar befinden sich die beiden Dörfer direkt nebeneinander, sie sind jedoch durch ein kleines Bächlein getrennt, über das man als Autofahrer nicht hinüber kommt. Eine Brücke ist bereits in Planung, aber noch nicht fertig gestellt.
Die Autofahrer haben die Möglichkeit, erst die Autobahn nach Dorf B zu nehmen und dann per Landstraße zum Ziel zu kommen (oberer Weg). Es gibt aber auch die Möglichkeit, erst über die Landstraße nach Dorf A zu fahren und dann die Autobahn bis zum Ziel zu benutzen (unten herum).
Beide Autobahnen und beide Landstraßen sind gleich lang und gleich gut ausgebaut. Autobahnfahren dauert immer 45 Minuten. Die Fahrzeit auf der Landstraße hängt dagegen von der Anzahl der Autos ab, die auf ihr fahren, weil die Landstraße eine wesentlich geringere Kapazität hat als die Autobahn. Pro 1000 Autos dauert es dort 10 Minuten. (Das x im Bild steht für 1000 Autos.)
Je mehr Autofahrer auf der oberen bzw. der unteren Strecke fahren, desto langsamer geht es dort voran und desto besser ist es, die jeweils andere Strecke zu wählen. Mit der Zeit verteilen sich die (rationalen) Autofahrer deshalb gleichmäßig auf beide Strecken: 2000 oben herum und 2000 unten herum. Auf beiden Strecken benötigen sie dann 45 + 10*2 = 65 Minuten, und sie haben keinen Anreiz mehr, auf die andere Strecke zu wechseln, da es dort dann langsamer gehen würde.
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Jetzt wird die Brücke zwischen Dorf A und Dorf B fertig gestellt. Sie ist so breit und so kurz (die Dörfer liegen ja wie gesagt direkt nebeneinander), dass die Fahrzeit darauf gegen Null tendiert.
Nun lohnt es sich für den einzelnen Fahrer, die Brücke zu benutzen und die ganze Strecke per Landstraße zu fahren. Solange alle anderen Autofahrer noch die Autobahnen nehmen, dauert es auf dem mittleren Weg nämlich nur 10*2 + 10*2 = 40 Minuten.
Hier entsteht allerdings das Dilemma: Entscheiden sich z.B. ein paar Autofahrer auf der oberen Strecke, nun die Brücke zu benutzen, so verlängern sie damit die Fahrtdauer der Autofahrer auf der unteren Strecke, da sie deren Landstraße nun mitbenutzen. Letztere wollen nun ebenfalls umso eher den kurzen Weg über die Brücke nehmen und verlängern damit wiederum die Fahrzeit der restlichen Autofahrer auf der oberen Strecke. Das Spiel geht immer so weiter bis schließlich alle Autofahrer den Weg über die Brücke nehmen. Das dauert dann allerdings 10*4 + 10*4 = 80 Minuten! Niemand hat dann noch einen Anreiz außen herum zu fahren, da es dort nun 45 + 10*4 = 85 Minuten dauern würde.
Das Bauen der Brücke hat also dazu geführt, dass sich die Fahrzeit für alle Autofahrer von 65 auf 80 Minuten erhöht hat. Durch die zusätzliche alternative Route wurden alle Autofahrer schlechter gestellt.
Es klingt paradox, ist aber so. Könnten sich alle Verkehrsteilnehmer darauf einigen, die Brücke nicht zu benutzen, so wären alle besser gestellt. Aber niemand hat einen Anreiz, sich an diese Vereinbarung zu halten, weil der Einzelne immer schneller ist, wenn er über die Brücke fährt.
Das Problem ist also, dass sich alle Verkehrsteilnehmer individuell-rational, also eigennützig verhalten und immer die für sich schnellste Strecke wählen. Damit schaden sie hier allen anderen, die ihrerseits genau das Gleiche tun. Man spricht auch von einem Konflikt zwischen Individualrationalität und Kollektivrationalität. Ein klassisches soziales Dilemma.



