Ce concept de "jeu simultané" où l'intérêt individuel s'oppose à l'intérêt collectif a donné naissance à de nombreuses expérimentations en économie et en psychologie sociale. 

Le dilemme du prisonnier décrit une situation dans laquelle les intérêts individuels s’opposent aux intérêts collectifs. Les rationalités individuelles et collectives se contrarient du fait de l’interdépendance des décisions.

C’est un réexamen de la « main invisible », concept inventé par Adam Smith, économiste écossais du XVIIIe siècle, et qui affirme qu’en économie de marché, les décisions et actions individuelles concourent à l’intérêt général.

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L’appellation « dilemme du prisonnier » vient de l’anecdote racontée par le mathématicien Albert Tucker lors d’un séminaire à l’Université de Stanford, en 1950 : deux individus sont arrêtés, soupçonnés d’avoir commis ensemble un vol.

Incarcérés dans deux cellules différentes sans pouvoir communiquer, on leur présente le choix suivant : si un seul des deux avoue et dénonce son complice, il sera libéré, mais l’autre écopera de la peine maximale (huit ans de prison). Si les deux se disent innocents, faute de preuves, ils seront condamnés à une courte peine (un an). Si les deux avouent, chacun verra sa peine réduite à quatre ans.

Que faire ? Avouer ou nier ? Il s’agit de prendre la meilleure décision, quelle que soit celle de l’autre. Dans le cas où votre complice avoue, il faut avouer aussi et tous les deux, vous serez condamnés à quatre ans. Si vous niez, vous prenez huit ans. Dans le cas où le complice nie le vol, si vous avouez et le dénoncez, vous êtes libre, mais si vous niez aussi, vous êtes tous les deux condamnés à un an.

Conlusion : au niveau personnel, il est rationnel d’avouer et de dénoncer l’autre pour être libre ou ne faire que quatre ans de prison, alors que du point de vue collectif, les deux ont intérêt à nier. Ne pouvant coopérer, ils avouent et se dénoncent, se faisant mutuellement tort.

Le dilemme se rencontre souvent en économie : vouloir davantage de services publics gratuits sans accepter de payer les impôts nécessaires, vouloir sauver la planète sans modifier ses comportements, sont quelques situations révélatrices de décisions individuellement, rationnelles mais sous-optimales pour la collectivité.