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第103期数字3分钟浏览 38

发布 · 杂学书库 别馆

硬币连续五次都是正面,下次该轮到反面了吗?

同一面接连出现时,一起来看看脑海里是怎样计算的。

木桌上有三枚没有花纹的铜硬币,以及一枚立着旋转的硬币

即使抛硬币五次全是正面,下一次出现反面的概率仍然是一半。硬币无法记住之前的结果,所以每次都是从头开始。尽管如此,我们还是会强烈地觉得“这次该轮到反面了”,这是因为我们的大脑即使面对很短的记录,也会试图从中寻找平衡。

硬币没有记忆

在抛掷之前,猜中连续五次都是正面的概率很低,只有32分之1。所以,看到这样的情景,就会觉得接下来似乎该有什么来找补一下了。但五次结果已经出现之后,剩下的问题只有第六次这一抛,而这一次出现正面和反面的概率各占一半。相信过去的结果会改变下一次结果的错觉,叫作“赌徒谬误”。有这样一则流传下来的轶事:1913年,蒙特卡洛赌场的轮盘小球连续26次停在黑色上,一些人认定这次该是红色了,于是加大赌注,结果损失了大笔钱。

平衡不是靠追赶,而是靠差距被稀释

一种常见的误解是:“抛得多了,最终会各占一半,所以落后的反面必须追上来。”抛掷次数越多,正面的比例越接近一半,这一点没错。但这并不是因为反面会刻意多出现,而是因为最初五次的差距混入之后的数千次之中,被稀释了。再抛1,000次,五次的差距在整体比例中就几乎看不出来了。

连续出现比想象中更常见

如果让人编造一份抛硬币100次的结果,人们往往会把正反面交替得过于频繁。实际抛100次时,通常会出现同一面连续五六次的片段。根据数学家马克·席林的计算,100次中最长的连续次数通常在6至7次左右。连续五次,与其说是硬币有问题的信号,不如说更接近于随机本来就有起伏的证据。

真实硬币的小习性

真实的硬币有一点微小的习性。2023年,研究人员抛掷了超过35万次,发现抛掷前朝上的那一面再次出现的比例约为50.8%。这是因为用手抛掷时,硬币会倾斜晃动着旋转,与之前出现的结果无关。这种习性的程度也因人而异,而且练习越多,程度越小。听到“最近没出过的号码”或“这次该轮到我了”之类的话时,不妨想想这一点。如果事件之间互不影响,过去的记录就无法改变下一次的概率。

如果各次尝试互不影响,那么无论同样的结果连续出现多少次,下一次的概率都不会改变。

整理与参考笔记 · 特沃斯基、卡尼曼;巴尔托什等. 特沃斯基、卡尼曼 1974(赌徒谬误),席林 1990(最长连续次数),巴尔托什等 2023(抛掷350,757次,起始朝上的一面出现的比例约为50.8%)。蒙特卡洛1913年连续26次的故事是一则广为流传的轶事。

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小测验

一枚公平的硬币连续五次出现正面,下一次出现反面的概率是多少?

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