火雞、羊和撲克牌:是我們錯了還是概率錯了?

今天我們來講幾個好玩的概率小故事,大家正好一起來鍛煉一下腦子:

第一個故事是這樣的,在塔勒布的《反脆弱》里有提到過:

從前有一隻火雞,火雞不知道為什麼就落到了一個屠夫手中,然後它每天惶惶不可終日,害怕被殺掉,但是屠夫出現的時候卻沒有帶刀,相反他還餵了火雞一碗飯,那麼第二天屠夫又出現,他還會不會喂火雞飯呢?

火雞如果學習過概率論的話,其實就可以算出屠夫喂飯的概率,即如果一件事情在之前發生過n次,那麼這件事再次發生的概率是:

這個就是傳說中的平滑定理。這裡的n就是屠夫之前喂飯的天數。所以第二天,屠夫還會給火雞喂飯的概率是2/3,依此類推,第三天喂飯的概率是3/4,總之隨著時間的推進,概率越來越大,越來越接近1,也就是變成了一個必然事件。這和我們的認知也蠻接近,其實就是傳說中的習慣成自然,就好像如果你長期堅持7點鐘起床,就意味著,你周末也睡不著了。

如果到了第100天,當屠夫出現在火雞面前時,火雞幾乎能百分之百確定屠夫會來給你送飯。但是結果第100天的時候,屠夫把火雞殺了,因為那天是感恩節。這就有一個悖論,為什麼在餵食的概率變得更大的時候,火雞卻死了呢?很簡單,因為火雞不知道感恩節這個信息,如果它知道的話,那麼他就不會按照之前的方法計算概率,因為從一開始它對屠夫的行為假設就錯了,那麼自然也就得不到正確的答案。這其實就是黑天鵝的來源,黑天鵝事件對於我們來說是藏在黑箱里的未知事件,當金融家們在金融危機後指出這是模型里幾十個標準差的事件時,實際上就犯了這個錯誤,我們無法精確地窮盡所有的風險信息,那麼我們的模型本身獲得的概率結果就自然是有問題的。

第二個故事是一個很著名的電視節目,以前上概率論的課程時,老師專門拿來給我們講過。

很多年前美國有一個電視節目,節目內容是給觀眾展示完全一樣的三扇門,其中一扇門的背後有一輛跑車,另外兩扇的背後則有各種奇怪的不值錢的東西,其中一個一定是山羊。這個遊戲有一個有趣的問題:

全場只有主持人知道每扇門後面有什麼,當你選擇1號門的時候,主持人走上前去,打開了2號門,而2號門背後是一隻山羊,這時主持人問你,你要不要選3號門?你會改選嗎?

你好好想一下。

不要著急給出答案。

很多人的選擇都是不變,因為反正兩扇門的機會均等,改了如果沒選中車,似乎感覺心理上會更痛苦。大部分人都是這麼覺得,但是有一個人提出了反對意見,他說改選3號門會更划算。

這個觀點當時受到了很多觀眾的批評,因為大家都覺得,很顯然,當主持人打開2號門而後面是山羊的時候,實際上通過這個信息,我們選對門的概率已經從1/3變成了1/2,這時我們是否改變選擇,其實從概率上沒有區別,所以改選3號門更划算是無稽之談。

然而真的是這樣嗎?

我們換一個思路,假如不是只有我們一個人蔘賽,一共三個人蔘賽,而且每扇門都被一個參賽者選擇了。現在假設車藏在3號門後面,那麼當主持人打開2號門的時候,那麼此時本來選擇1號門的參賽者改變選擇,就可以贏得跑車,本來選擇2號門的參賽者也可以通過改變選擇獲獎,只有本來選擇3號門的參賽者改變選擇而無法獲獎。所以從這個角度來說,在2/3的情況下,我們可以通過改變選擇來獲獎。

這是不是很違反你的直覺?那我們再來看第三個小問題:

街邊經常有騙子和你做一個遊戲:桌子上一共三張牌,一張雙面都是紅色,一張雙面都是白色,另一張一面白一面紅。這時騙子讓你隨機抽一張,然後他把牌的正面放在桌子上,如果正面是紅色,他就和你打賭(賭金數額不等),如果紙牌背面是紅色,那麼他贏走所有的錢,如果背面是白色,那你贏走所有的錢。

你仔細看一看這個賭局。

還是不要著急給出答案。

第一反應是不是還是這個賭局很公平,背面是紅色或者白色的概率分別是1/2。如果是這樣,那他就不是騙子了。

那麼騙子到底耍了什麼花招呢?其實和之前的故事很相似,不過這次我們可以畫個圖來解釋:

現在聰明的你肯定想到用到貝葉斯公式了,我們可以按照這個圖,計算正面是紅色而背面也是紅色,也就是騙子獲勝的概率:

是不是大吃一驚?這其實和之前三個門的問題道理是一樣的。我們現在假設我們不是玩兒1把,而是玩兒6把。那麼6把中,我們摸到每張牌的次數可能都是2(平均預期),那麼6次遊戲里,總共會出現3次正面是紅色的情況,其中兩次是雙面均為紅,而另一次是一面紅一面白,因此騙子獲勝的概率就是2/3。

這樣的描述就是剛才貝葉斯公式的簡化版。這幾個有意思的問題其實挑戰的時候我們的認知方法,一些獨特的設計其實誤導了我們對公平性或者概率的原始設定,這樣的設定與現實的本來面目大相徑庭,所以很多時候並不是概率結果騙了我們,而是我們從一開始就沒有用對概率論。

【文本首載於微信公眾號「有金有險」】

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