为什么我在这儿?
请你来做一个游戏:
你将在星期天服下一片可以让你安稳睡上3天的“安眠药”,然后科学家掷一枚硬币:
1. 如果正面朝上,就在周一唤醒你,然后问你“当前这枚硬币正面朝上的可能性为多大?”,实验结束。
2. 如果反面朝上,你同样会在周一被唤醒,然后询问相同的问题,问完之后你会被注射失忆药物,你将会忘记自己被唤醒过和被询问过的事情,然后你继续沉睡。
周二再唤醒你,然后询问相同的问题,“当前这枚硬币正面朝上的可能性为多大?”,实验结束。
为了让你对该游戏更加一目了然,我画了一个简单的流程图:
由于你醒来的时候,并不知道是周几,也看不到硬币,而且每次醒来都不记得此前是否已经醒过一次,所以你只能去猜“当前这枚硬币正面朝上的可能性为多大”。
请问:你会猜多少呢?
这就是所谓的“睡美人”问题。
据说,该问题至今没有公认的答案,有些人认为是1/3,有些人认为是1/2。
先看1/3说。
如上图所示,你一共有三种被唤醒的情况:
1. 正面朝上时被唤醒;
2. 反面朝上时第一次被唤醒;
3. 反面朝上时第二次被唤醒。
由于你只能去猜自己处于什么情况,根据上面三种被唤醒的可能,其中1是正面朝上,其概率是1/3。
再看1/2说。
该观点认为,标准硬币正面朝上的概率是1/2,你被叫醒后,并没有获得任何更新的信息,所以你不该改变既有观点,二分之一说顺理成章。
如上图所示,分析如下:
由于硬币的均匀性质,抛掷结果为正面朝上或反面朝上的概率相等,各为1/2。
所以,在实验之前,你应该对周一硬币正面朝上指派1/2的信念度。
当你醒来时,没有得到任何新信息,你对周一硬币正面朝上的信念度还是1/2。
反面朝上可出现在周一和周二,周一和周二反面朝上的概率分别为1/4。
进而,周一反面朝上的概率是25%/(25%+50%)=1/3;周一正面朝上的概率是50%/(25%+50%)=2/3。
再看一下“1/3说”里,认为“周一正面、周一反面和周二反面”这三者都是等概率的,所以周一的正面与反面概率是一样的,这与“1/2说”不符。
会不会有点儿绕晕了?
看起来“1/3说”和“1/2说”的计算都没错,问题出在哪里呢?
二
让我们暂时跳出来,看另外“一对”简单些的问题。
题目A:老王有两个孩子,已知至少有一个是女孩,另外一个是女孩的概率是多大?
题目B:老王两个孩子,有天你看见他和其中一个散步,是个女孩,另外一个是女孩的概率是多大?
这道题目的关键,在于理解“至少有一个是女孩”,与“亲眼看见一个是女孩”,并非一回事情。
这二者之间的差别,可以从空间、时间两个维度的“整体与局部关系”来揭示。
1. 先看空间维度的“整体与局部关系”
“至少有一个是女孩”,不能确保你亲眼看见的那个就是女孩。
尽管你可以由“亲眼看见一个是女孩”推理出“至少有一个是女孩”,但是,你不能由“至少有一个是女孩”推理出“亲眼看见一个是女孩”。
所以,“亲眼看见一个是女孩”被包含于“至少有一个是女孩”。也可以说,“亲眼看见一个是女孩”是比“至少有一个是女孩”信息更多的概率描述。
2. 再看时间维度的“整体与局部关系”
“至少有一个是女孩”,是上帝视角的统计结果;
“亲眼看见一个是女孩”,是人肉视角的观察结果。
我用时间维度来说,未必精确,但大致是一个形象化的描述。
如上图所描述--
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