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抛10次硬币都是正面朝上,那第11次呢?

作者:果壳网 来源:果壳网 公众号
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09-19

抛一枚硬币,如果硬币不作弊,正面朝上的概率是多少?


1/2啊!


如果连续抛了10次,每一次都是正面朝上。抛第11次时,正面还是朝上的概率呢?


还是1/2吧……不对,连续11次都是正面朝上,应该是(1/2)11=1/2048?乱了乱了,到底是多少啊?



当然是1/2


标准的回答:1/2。每一次抛硬币,都是一个独立事件。硬币没有记忆,不会记得之前发生了什么事情。


可是,11次正面都朝上的概率,明明是1/2048啊?


对,如果你站在第一次扔出来之前,那是这样。但现在已经扔了10次。前10次扔出任何一个特定结果(比如全是正面)的概率,已经是1/1024了。接下来这一次是正面的概率还是正常的1/2,乘起来正好是1/2048。


图 | Pexels


或者你可以这么想:前方是一片分岔的小路,一共分岔了11轮,通向2048种不同的可能性。一开始,你面前的所有可能性都是真的有可能的。但是,当你经过第一个分岔,选择了确定的某一个方向时,就有1024种可能性对你关闭了;经过第二个,又有512种关闭了……等到你已经经过10个时,面前只剩下最后一个分岔的两条路。那么这两条路,对于此刻的你而言,左的概率也是1/2,右的概率也是1/2。


不然的话,假若左是1/2048,那右难道是2047/2048?如果左右平等,右也是1/2048,那剩下的2046种可能性呢?它们都在你已经不可能抵达的那些岔路上,不能计入你眼前的概率了。

 

连续11次正面是1/2048啊,多小的概率啊?


走上任何一条具体的道路,都是一样的。11次选择,随便什么结果都是1/2048你总得选一个。


除非,硬币作弊了


随便什么结果,都是1/2048。但是,连续11次正面,这才不是“随便什么结果”啊!


好吧,这就是症结所在:虽然任何特定结果都是等概率的,但是不同的结果有不同的模式。连续11次正面,这个模式在直觉上是不对劲的;而譬如是5正6反,这个模式在直觉上没有问题。因为直觉的不对劲,让我们难以老老实实接受1/2这个结果。


那就是直觉错了呗?


也不一定——如果你是个贝叶斯主义者的话。


谢耳朵也提到过贝叶斯(在上方),看不懂没关系,在本题中不需要看懂 | 《生活大爆炸》截图


以上的全部计算,都依赖于一个前提:这是一枚“标准硬币”,它不作弊,没有记忆,正反面的概率都是1/2。


可是,你是怎么知道的?


哦,一开始规定的。


在这个狭小的场景里,这就是一条先验知识。它是“先于经验”而存在的,你并非通过亲身经历而获知它是标准硬币,而是通过题目规定(或者上帝或者先天知识或者纯推理或者别的什么奇怪的来源)获得的。如果你相信先验知识的话,那就照办吧。


但是并没有人规定你一定要相信先验知识(虽然在做题的时候,不相信出题人的后果会很惨咯)。如果我不信呢?至少,我觉得我可以用我的观察去修正它呢?


图 | Pexels


那我就是在用后验知识了。换句话说,贝叶斯。


在这个案例里,我已经见到了连续10次正面。当然,一个标准硬币可以产出这样的结果,只不过概率是1/1024而已。


但是,有另外一种可能的解释——这个硬币作弊了。或者它的两面都是正面,或者它的反面那边比正面重很多。如果它是一枚作弊的、必定正面的硬币,那么它就会以1的概率出产连续10次正面,这可比标准硬币更有解释力啊!


硬币:没为什么,我乐意!| amazon.com


那么我们可以说,这10次观察得到了一个后验知识——该硬币有偏向于正面的倾向性。这个倾向性有多大?可以算,但是很麻烦,这里暂且忽略。但无论如何,如果你是一个贝叶斯主义者,相信直觉,不愿意接受“标准硬币”那个先验知识,那么你应当得出的结论是:下一次硬币为正面的概率大于1/2。


至少,无论你是哪一派的,都不会得出小于1/2的结果。


作者:Ent

编辑:麦麦


一个AI

给学生党划个重点:做题时,不相信出题人的后果会很惨。



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