所谓三门问题

      这个有趣的问题来自《博弈智慧》这本书,要非和博弈论扯上关系,其实不过是概率论的现实应用而已。概率论应用实在是太广了,难怪有些人说概率论是21世纪最伟大的科学之一。

这个有趣的问题是杂志专栏作家赛凡特女士提出来的,具体的描述是这样的:你出现在一个游戏节目里,主持人指出标有123的三道门给你,而且明确的告诉你,其中两扇门后面是山羊,另一扇门后面则是一辆名牌轿车,你要从三扇门后面里选择一个,并可以获得所选门后面的奖品。当然你希望自己选中的是汽车而非山羊。既然是三选一,很清楚,你选中汽车的机会是1/3

      在没有任何信息帮助的情况下,你选择了一个(比如1号门),这没有什么对不对,完全是运气问题。但主持人并没有立刻打开1号门,而是打开了3号门,门后出现的是一只羊。然后主持人问你:是否要改变主意选2号门?现在这就是个决策问题了:换还是不换?想一想吧!

赛凡特女士的答案就是你应该换,想法大致如下:如果你选择了一号门,你就有三分之一的机会获得一辆轿车,但也有三分之二的机会------车子是在另外两扇门的后面。接着好心的主持人让你确定车子确实不再3号门后,不过1号门有车子的几率还是维持不变,而2号门后面有车子的几率变成了三分之二。实际上,3号门的几率转移到了2号门上,所以你当然应该改选。

赛凡特的游戏引起了数以千计的读者来信,读者多半是认为她的推论是错的,主张12号门应该有相同的几率,想法是既然你把选择改成21,也不知道那扇门后面有车,因此几率应该跟抛硬币一样。有趣的是,一般大众的来信里,有90%认为她是错的,而从大学寄来的信里,只有60%反对她的意见,后来一些学者也加入了讨论,且多半认为几率应该是1/2。赛凡特显然很惊讶这个问题所引发的热潮及反对声浪,不过她仍坚持己见。

      如果你和我一样,就会十分肯定的说:“我不换!”,是的,概率在第一次我们选择的时候决定了,所以不管我们换不换,中奖的概率都是1/3

那么情况真是这样的吗?有句老话说,现实不总是我们想的那样子的。这个问题会是个例外吗?

不如我们从头再来理一理这个问题。现在所面对的是123号门后各有一辆车,游戏本身没有其他特殊限制,因此大可假设这是一个公平游戏,所以初始几率,一如前述,每个门都是1/3,到目前为止都没有问题。

现在游戏者,就是你,选了1号门,到这儿也没有什么问题,因为你一无所知,所以猜对的几率是1/3

好玩的部分开始了,因为主持人打开了3号门,而没有人问他为什么要开3号门。这儿有几种可能性,主持人的所选择所传达的信息是什么意思,这一点到目前还是未知。主持人可能只想玩一玩,没有隐含意义,不管3号门后面有没有车,如果刚好出现羊,那运气不错;如果是车,那么游戏就告一段落,你就输了。如果主持人真是这么想,那么3号门后面没有车,对你来说确实是一项新信息,这时车子出现的可能就是1号或2号门其中之一,两者间没有特别偏好,主持人并没有给你换门的好理由,也没有提供让你维持原答案的原因。多数赛尔特的反对者都相信在这种情况下,几率是均等的,却全然不知他们对主持人的策略作了假设。

 不过,如果主持人知道哪个门后面有车,而他绝不去打开那个有车的门,因为这会破坏游戏者作决策的悬疑气氛,提早结束游戏而使观众失去兴趣。因此不管车子在哪里,他的举动都不会影响你最初的选择,也就是1号门的几率。如果车子不在一号门后,那么他开的门等于大奖的所在,因为2号门会有2/3的机会。如果这是主持人的策略,那赛尔特就是对的,就机会就赶快换,幸运将属于你。虽然换选未必保证你一定获胜,因为你仍有1/3的几率在第一次选择时就选对了,不过换种选择还是使获胜的几率加倍增大了。

那么问题就很清楚了:赛尔特的假设是:主持人的策略是绝不会去开有车的门。而反对这的假设是主持人是随机的开了门。

但最困难,最有趣的问题是:如果一切如前述,你无法知道主持人的策略,也不可能去问。如果细想就知道正确的决策跟主持人的心态大大相关,但他不会说出来。于是只能猜测,愈能猜中主持人的心理就愈能作出换与不换的正确决策,生活不也是这样吗?

然而理性的决策不应建立在对人心的揣度上。玩心理战术有时有用,但也可能弄巧成拙。我们不如从概率上看待这个问题,如果你不换,基于两种假设你获胜的概率都不会变,可是如果你换了之后,基于赛尔特假设的概率会增大到2/3。或者我们可以这么说:“变换选择总不会吃亏。”

大多数认为“认为”不该换的人,可能会有点戒心心理。他们可能会这样想:我已经做出了选择,对不对只不过是运气的好坏问题,而一旦我改换了选择,而有错了,我就成了被耍弄的傻瓜。

不过有一点很明白,如果不考虑任何心理因素,决定换绝不会吃亏,概率至少是1/3,根本没有损失。这也正是许多对策专家倾向与变换选择的原因。

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