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概率论、赌场与赌徒输光定理
最近电影《消失的她》很火,讲的是一个赌徒的故事。再加上前段时间有几位明星的涉赌传闻闹得沸沸扬扬,我找到了我在学生时代做的一次课后作业展示,我把当时的录音转成文字,分享到这里。由于硬盘发生过损坏,因此PPT有些变形,勉强可以凑合着看。
导言
大家好,我今天分享的主题是《概率论、股票与赌徒输光定理》。大家看到这个名字可能会觉得我是要教大家如何在赌场中所向披靡、大赚特赚。但恰恰相反,我本次分享的核心思想是,哪伯一个人掌程了所有牌型的概率,也有可能在赌场中掉入陷阱,输得倾家荡产。的确,概率论可以武装自己,用更好的理论去指导一些决策。但是在赌场中,哪怕是最优策略也未必对你有利。有一句话说得好,如果一个人没有数学知识就去赌博,他会输得糊里糊涂。如果一个人武装了数学知识去赌博,他会输得明明白白。不管怎么样,都是输。
赌博作为一项娱乐活动,存在于古今中外,屡禁不止,一直在吸引大众。为什么人们会沉迷赠博,或者沉迷赌场?

此外,还有一些其他的常见的问题,比如最近狼人杀开始流行一些玄学打法,比如首刀位置学、概率打法。这些打法到底有没有道理呢?
我都会在今天下午的分享中来和大家一起探讨这些问题。我分享的所有主题和内容的核心,都指向一点,就是赌徒输光定理。这个定理是概率论和随机过程中一条重要又有趣的定理,而且对我们的人生抉择也有指导意义。
在我们的大学数学三件套中,三件套指的是微积分 、线性代数和概率论,微积分起源于17世纪,是为了解决物理学、天文学计算问题;线性代数起源于19世纪,是为了解决如何解方程的问题;概率论起源于17世纪,大家知道概率论的起源是什么吗?大家应该猜到了,概率论的起源就是赌博。
狼人杀
接下来说说狼人杀。狼人杀也是很老的游戏了,我在读本科那会,大约两年前,狼人杀的风气很流行,我基本上每周都会去玩粮人杀,在玩的过程中,会接触到各种形形色色的理论。讲两个比较有名的。第一个是“连狼必出连神”的理论,意思说,如果出现两头狼些在一起的情况,那么也会出现至少两个神坐在一起的情况。

通过概率计算,哪怕不考虑是否有连狼,出现连神的概率就已经高达将近80%了。如果出现连狼,那么连神的概率会有提升。所以这个总结,只能说有一定的道理。(参考资料:狼人杀中的概率学 - 长尾的文章 - 知乎 https://zhuanlan.zhihu.com/p/29114446)
第二个甚器尘上的理论是首刀位置学。比如三八三八,必有一杀。意思是三号位或者八号位中必有一个是狼。这都是错误的。类似的错误还有,我已经连续一个上午拿到的是狼人牌,我下一把拿狼的概率应该更少点了吧?这些都是错误的认知,在独立事件中,概率是不会发生改变的。

为什么这些错误的认知会大行其道呢?我认为有三个原因。第一个是幸存者偏差,什么是幸存者信差?幸存老偏差这一概念的起源可追潮到20世纪40年代的二战期间。当时,美国空军将战斗机返回后进行检查和维护,以了解哪些部位需要加强。研究人员分析了已返回的战机的损伤分布图,并根据此设计了对飞机进行加固的方案。比如研究人员发现窗户旁边的子弹孔很多,于是加固窗户旁边的挡板。然而,在这些方案实施前,一位统计学家提出,应该将未返回的飞机的损伤也纳入考虑范阔。为什么呢?比如油管区域,一旦打中,极有可能会原地爆炸,这种是无法返回的战机。因此,在已返回的战机中,油推区部是没有弹孔的,都是好的。因为油罐区域有弹孔的都无法回来。
又比如,跑去春运的火车车师里问大家有没有买到春运火车票,可以得到结论:所有人都买到了春运车票。车厢里的人都是幸存者。
应用在狼人杀中,就是,有些人由于运气原因,刀中了人,会以为是首刀位置学的功劳,而不是运气的原因,在这之后,他就会去大力宣传首刀位置学。而没有应验的玩家可能不会为此特意去发声。
一个类似有趣的例子是算命,算肚子里怀的足男孩还是女孩。我就算瞎猜,也一半的概率结对。如果猜对了,别人会觉得这个算命先生有两把刷子,还挺准,就会去自发打广告。如果错了,不一定会去到处说。
又比如有那种包生男孩的秘方。你不管吃啥都是1/2的概率生男孩。如果真的生下了男孩,就会觉得这个人的方子真的很准,就会到处去宣传。如果生下的是女孩,可能就不会到处去说。
还有两个原因,一个是证实性偏见,当有些玩家主观上已经右信了首刀位置学这一“理论”之后,他们一想起首刀位置学,脑海中就会开始进行选择性地回忆、挫集有利于让实这一“理论”的案例,而忽略掉那些与这一“理论“相矛盾的经历。

还有一个原因是首因效应。我们知道第一印象是很重要的,类似的道理,如果学习了首刀位置学后,第一次就成功了,印象就会尤为强烈。有些游戏厂商会利用首因效应,来误导玩家。比如三国杀,你刚买了一个新英雄,那么使用新英雄的头几局里,你摸的牌都会相对来说比较好。玩家买新英雄后的头几局,都可以赢。
三国杀
说完狼人杀,接着说说三国杀。
一个最经典的问题是甄姬发动洛神拿牌的数学期望。

客案是一张。我花一分钟事件来讲一下这个数学期望是如何求出来的。听不懂也没关系,反正只有1分钟,不影响后面的内容。首先设X为摸到得的数量,那么E(X)就是我们要求的数学期望。考虑第一次翻牌出现的结果,有0.5的概率摸到红牌,那么甄姬摸到的牌就是0张。还有0.5的概率摸到黑牌,那么摸到黑牌后,再重复这个流程,加上本身已经摸了一张黑牌,于是就有了这个式子,可以算出摸牌的数学期望是1。
有一个类似的问题是,小明家想要个男孩,直到生下男孩就停止,否则一直生。求小明家子女数量的数学期望。
这道题平均是两个:一个男孩,外加平均一个女孩。生男孩就相当于摸到了红牌,不过孩子总数得把最后这一个也算进去。
还有一个扩展是,假如全村人都这样致,那么下一代的男女比例是怎样的?这个答案比较违背直觉,家数多了,男女比例通常接近一半一半。按直觉来说,直到生出男孩就不继续往下生了,男孩应该比女孩多才对,但是按每家平均来算,男女是一样多的。其实可以把每个家庭都比做甄姬发动洛神。刚刚已经求出来了,摸到黑牌的数学期望是1。那摸到红牌的数学期望是多少?也是1,因为游戏规则规定摸到红牌就停,所以一定会摸到一张红牌,而且只有一张红牌。对应地,每家人,平均会生下一位男孩和一位女孩。所以家数多了,男孩和女孩的比例通常就接近一半一半。

三国杀中还有一个经典的问题是,八个人中闪电的概率相等吗?事实上,在军争牌堆中,一副牌一共有160张牌,其中有25张牌是黑桃2-9。那么第一个人在第一轮被劈中的概率是25/160,已经大于1/8了。如果综合每一轮的情况,第一个人中闪电的概率高达1/5。如果下家挨着队友,那更不应该挂闪电了。
以上两个问趣是普遍的两个问题,现在三国杀已经发展十多年了,各种乱七八精的武将英雄层出不穷,很多武将都会包含一些数学或者概率方面的问惑。这张PPT讲了三个武将的一些数学期望。考虑到后来这些武将的受众可能不高,我就不仔细展开了。

炸金花
炸金花也是常见的娱乐游戏。炸金花可以说是德州扑克的简化版本。这张图是炸金花中各种牌型的大小排序。其实仔细推敲的话,也是有一些不合理的。同花顺出现的概率比豹子小,但是同花顺没有豹子大。顺子出现的概率比 同花小,但是顺子没有同花大。作为对比,我们看看德州扑克中各种牌型的概率分布,可以看到德州扑克的牌型大小排序,是和对应的概率相关的。

顺带贴一个炸金花的指南吧。比如说有四个人玩 炸金花,那么你的牌至少AJ3的时候,才有一定把握比别人大。

其实在座的很多同学应该都会或多或少玩一些娱乐项目。我其实不想在本次分享中,分享一些打牌的技巧,因为我分享的主题是赌徒输光定理,主题是反赌博的。 当然还有一个原因,是我比较菜。我玩欢乐斗地主,每天都会输光,每天都要靠低保救济。我也算是切身体验到赌徒输光定理。
策梅洛定理
我们刚刚讲了炸金花、德州扑克,三国杀、狼人杀等游戏,游戏可以分为两种:完全信息博弈和不完全信息博奔。如果所有的参与者,在游戏的任何价段都可以获知过去以及现在的所有游戏信息,这类游游戏就称为为完全信息博弈。用人话来说,就是大家都能看到对方是怎么走的,比如各种棋。否则,就称为不完全信息博弈,比如炸金花,你是看不到别人的牌的。大家可以思考一下,军棋属于哪一种?
所以笼统来说,一个游戏的信息可以拆解成两个角度:确定信息和不确定信息。这个图表统计了常见游戏的信息折解。横是确定信息的维度,纵轴是不确定信息的维度。可以看到,跳棋、象棋、国模这些点都严格位于横轴上,他们是100%由确定信息组成。称为完全信息博弈。

一个有趣的点是,像下棋这样,两个人轮流走,双方都看得见棋盘,而且一盘棋按规则总能结束。1913年,数学家策梅洛证明,两边都下得最好,要么先手赢,要么后手赢,要么和棋。这个定理没告诉我们象棋、围棋是哪一种。为什么这么难算?围棋有19×19个交叉点,再往后每多走一步,可能的棋局就多出一大堆,要把它们全算一遍可不容易。
如果一个游戏,越靠近横轴,那么这个游戏越考验技术,在这个图中,麻将的不确定性是很高的,也就是说麻将的运气成分最大,一个新手,很有可能赢过老手。与此作为对比的是德州扑克,这是一个比较违背直觉的,德州扑克的运气成分反而比桥牌还低。
网络游戏
之前提到的都是线下的游戏,网络游戏中也存在赌博,一个典型的例子就是抽卡或者抽箱子。什么是抽卡呢?在网络游戏中购买某道具,不能直接购买,而是购买一张张卡片,以刮奖的方式,每张卡片背后有一定概率足对应的道貝。

那么,这个概率是真的随机的,还是被游戏厂商操纵的呢?
肯定不是真陆机。
真正的随机没有办法通过基于当前传统计算机框架的程序做出来。举个简单的例子,抛骰子这件事,看起来是随机的,但是骰子在离开手的时候, 骰子几点朝上的结局已经确定了。只要知道离开手的那一刻的位置、动量、风力、地面等情况,就能计算出它几点朝上。
纯计算机程序中的随机都是伪随机,没有办法产生真正的随机。
还有一个原因是不能做。举个例子,假如抽一张卡片,中奖的概率是0.1。按照大多数人的直觉来说,抽满10次卡片应该要中奖的。但是,哪怕足真随机,连续抽10次卡片都没有中奖的概率是0.34,这达到了1/3。换句话说,会有三分之一的玩家会质疑这个抽卡不是真随机的。

一个类似的例子,发生在乔布斯时代的苹果产品上。ipod是一款音乐播放器,它最早推出“随机播放”功能的时候,用户发现有些歌曲会被重复播放,他们据此认为播放根本不随机。举个例子,如果用户的歌单里有100首歌,如果是完全随机的方式,那么有百分之一的概率出现连续两首歌一模一样。有人可能会说,我加个过滤条件不就行了,如果足一样的歌,那我就换一首。ok,这个过滤条件可以加,但是其他场景呢?比如连续3首中,出现了2首一样的歌。又或者,连续5首歌中,出现了2首一样的怎么办?这些我都可以加过滤条件。但是要明白一点——只要加了过滤条件,就不是真正的随机了。碰到重复的歌曲,就跳过。这个和抛骰子的时候,看到自己不满意的结果,就再来一次,是一样的,这打乱了原始的公平,就不是真正的随机了。
聚类错觉
一个类似的概念,叫做“票类错觉”。先来看这样一个例子:老师要求两位同学各自抛10次硬币,然后记录下硬币的结果,但是有一个同学偷懒,没有抛,而是自己模拟随机抛硬币的结果编造了一个序列。哪个序列更有可能是伪造的?

这个问题其实没有标准答案,因为没有一个客观的标准去衡量伪造。但是,仅从已有的信息来说,B史有可能是伪造的。因为大多人认为的随机,是正和反交替出现。很多人会觉得,第一个序列,10次结果,有8次是正面,而且一开始连续4次是正面,结尾的时候又出现了连续3次是正面,哪有这么巧?肯定是伪造的啊。再看第二个序列,有正有反,多均匀,多随机啊。
如果是用公平硬币抛十次,这两串出现的概率一样,都是 1/1024。第二串只是看着更像人编的。
第二个序列看起来比较均匀,举个极端的例子,如果一个序列是正反正反正反正反正反,一看就像有人故意排的。可真抛十次硬币,它和十次全是正面一样难碰到。
一个类似的例子是,我们经常可以在新闻上看到,从火星上拍到了什么建筑的痕迹啊,拍到了人脸啊,什么的。然后就搞一个大新间,说火星上有文明的痕迹。且不论这些图片的真候。就算是真的,比如这两张图片,是正规新闻上发的,那也不能说明什么。火星表面这么大,总会出现一些看起来比较规则的图案。就和抛硬币也是一样的道理我连续抛100万次硬币,有没有可能出现连续20次都是正面的情况?完全有可能,而且这个可能性还不低。那你看到连续20次都是正面的时候,会怀疑这个硬币不是随机的吗?

再举一个和生活息息相关的例子。大家有没有进过彩票店,我发现全国各地,不论是哪里的彩票店,都会在墙上贴一个彩票走势图。然后很多在驻足在走势图面前,企图通过走势图来分析规律。有时候还真的可以发现规律,但是这些规律都是假的,和刚刚说到的火星上的建筑是一样的。火星表面这么大,一定可以找到一些看起来像人为痕迹的地方;同样地,彩票数据多了后,你要强行去找规律,也一定可以找出所谓的规律。
在我们的机器学习领域,有一句话,叫做“你要对数据严刑拷打,一定可以从数据中找到想要的模式”也是类似的道理。
小数定律
刚刚说到的聚类错觉,指的是如果数据足够多,我们可以找到任何自己想要的规律。那如果数据量比较少能不能找到一些伪规律呢?小数定律就是说的这个问题。当数据足够少的时候,都不需要你自己去找,有些规律会自己跳出来这在体育领域尤其是更灾区。比如所谓的巴西队定律,只要巴西在世界杯夺冠,那么下届冠军就是东道主。这个定律怎么来?人们发现在有限的几次世界杯,都满足这样的规律,于是就总结出来了。很遗憾,这个规律在06年被打破了。还有什么美洲杯定律、王治郅定律,都是典型的小数定律。

大数定律
刚刚说到小数定律,现在来说大数定律。虽然放在一起讲,但小数定律和大数定律可没有可比性。小数定律是伪科学。大数定律是整个概率论中最重要的定律之一。如果没有大数定律,人们就没有办法通过经验或者物理实验来认识这个世界。

大数定律指的是,当实验次数足够多时,频率近似等于概率。比如抛10次硬币,出现8次正面、2次反面,这是正常的。但是抛10万次,正面和反面的次数大概率都在5万左右,几乎不可能出现8万次正面、2万次反面的情况。
举一个更贴近生活的例子:假如你的麻将技术没有我好,你可能会在偶尔一两次牌局赢我,但是长久下来,我赢的次数一定比你多。
赌徒诊误
讲完大数定律,再讲一个“赌徒诊误”。大家也会不会有以下的问题:
抛硬币中,我已经连续三次抛到了正面,下一次是反面的概率应该会更大一些了吧?
飞行棋的出行环节中,我已经连续好几轮没有扔到6,下一次扔到6概率总该更大点了吧?
狼人杀中,我已经拿了一下午的狼人牌了,这一把再拿到狠人杀的概率应该更低点了吧?这个彩票号码从来没有出现过,我买这个号码一定比出现过的号码更有希望!
这些想法是正常的,但不正确。因为在这些事情都是独立事件,只要硬币是正常的,哪怕已经冻续三次扔到了正面,下一次是正面的概率仍然是0.5。有人可能会说,不是有大数定律吗?频率和概率应该相近才对啊。正面的概率是0.5,那么频率也应该是0.5左右才对啊,但是要注意,大数定律,之所以叫做大数定律,是因为大,因为数据量足够大。你只抛了几次設子,根本就达不到大数定律的条件。不理解事件的独立性,加上错误理解大数定律,则会导致赔徒望误。嘟徒误有一个很经典的想法是,倍投策略,而倍投策略的结局是倾家荡产。

倍投策略
什么是倍投策略?
现在有一个简单的赌#游戏:抛一次硬币,赌正反面,下注n元。
如果赢了,赢n元(即争回下注的n元,并且再获得n元);如果输了,亏n元(即亏掉下注的n元)。可以一直玩下去。
有人想到了一种必赢钱的方法:
第一次下注1元。
如果输了,第二次下注2元。
如果再输了,第三次下注4元。
以此类推,每次下注是之前的两倍。
直到赢了,就停止。
(总会停止的,总不可能一直输吧?)

我们来分析一下这个策略。如果第一次就赢了, 那么他赢了1元。如果他第一次输了,第二次赢了。那么,第一次输了1元,第二次赢了2元,综 合下来,还是赢了1元。假如前两次都输了,但是第三次赢了,综合下来,还是了1元。以此类推,直到赢了,你虽终是赢了1元。1元也是钱,不管怎说,最终赢钱了。而且,如果把两倍改成三倍,赢的钱会更多,而且是稳赢的钱。
咋一看,这个策暗好像是无懈可击的,首先,我不可能一直输下去吧,只要我赢了一局,我就可以把之前所有输的都赢回来,而且多赢了1元。
但是,有没有想过,假如连续输了十次,怎么办?首先,这种情况并非不可能发生,发生概率是1/1024,这个概率不算低。你从出生到现在,二三十年,一定经过了一干分之一的概率的事件。

已经连续输了十次,这个时候,已经输了1023元 。按照策暗,下一把你要下注1024元。你可能会说,1024元也不多啊。但是注意,你第一把下注的是1元。在实际赌博中,除了娱乐局,没有哪个赌局是1元下注的。假如你第一次下注的是100元,那么此时你面临的情况是,下一把要下注10万两千四百元,你能拿出这么多钱吗?假如第一次下注的是1000元,那么你面临的是要拿出100万。
就算你一下子可以拿出这么多钱,赌场也未必让你下注,因为赌场有下注金额的上限,假如上限是10万,那你没有办法通过这个策略回本。
倍投策略发生的错误,不要以为只在赌场中发生。很多人也会犯这个错。比如买股票。发现下跌了就加仓,加倍补仓:继续下跌,再加倍补仓。补几次后,没钱了。越套越深。
股票
说到炒股,很多人炒股都是小亏大:为什么会这样呢?这背后有一个心理学理论来解释:
假如你参加了两个实验,每个实验都要从A/B中选择一项。
实验一:选项A:100%的概率获得1万元。选项B:50%的概率获得2万元,50%的概率无事发生
实验二:选项A:100%的概率亏掉1万元。选项B:50%的概率无事发生,50%的概率亏损2万元
暂停一下,你会怎么选?

对于实验一大多人会选择选项A。反正我选A,百分之百可以获得1万元,我选B的话,可能什么都获行不了。
对于实验二,大多人会选择选项B。选A的话我一定号钱,但是选B,我有可能不亏钱。
但是实验一和实验二没有本质不同,如果把实验一中的数值减去2万,则变成了实验二。
如果你认为实验一中,A比B更优,那么按道理来说,在实验二中,也应该A比B更优。
为什么会造成这样的博论呢?这是因为人们的心理有风险厌恶机制。相比于收益,人们对损失更敏感。在炒股中,因为不喜欢损失,当股票亏本时,往往会想若“我一定要等到翻本”而不是止损认亏。结果越越深。与此作为对比的是,当有盈利的时候,人们往往会想到落袋为安,生怕哪一天又铁回去了,于是在只赚了一点点的时候就匆忙卖出。这些因煮造成了赚小亏大。
21点
接下来,来到了这个分享的最后一个话题——赌场。

先说点轻松的,我们来说说21点。21 点是赠场里如可能赢钱的游戏,也足那里唯一相对公平的游戏。游戏规则很简单。首先给你发两张牌,计 算牌面上的数字之和。A可以当1点,也可以当11点。然后你可以决定是否要继续摸牌,获胜条件是数字之和不超过21点且最大。
这个游戏是有最优策略的,我把最简单的版本贴出来,以11和17为分界线,大于等于17的时候,无脑停牌,小于等于11的时候,无脑开牌。如果位于这中间,则根据庄家的明牌点数,如果庄家的明牌点数小于等于6,则停止。否则继续要牌。
这个策略只是方便记忆的最简化版本的策略,事实上,还有很多细节情况,这里没有提到。如果采取最佳玩法,玩家肚率高达49%,虽然没有超过50%,但是这个胜率已经是整个赌场中,玩家理论胜率最高的游戏了。
但是,上面所说的21点,是基于牌随机的前提。在实际操作中,所有开过的牌,是会进入弃牌堆的,他不是每局之后都重新洗牌。比如第一局,发现A这张牌已经开出了三张,那么在剩下的赌局中A这张牌出现的概率就会减少。上个世纪60年代,好几个麻省理工学院的数学系的学生通过记牌与团队协作的方式,注意不是作弊,也不是出老千,赚了很多。钱他们根据已经开出来的牌来制定应变的策略,胜率从49%提升到52%。最终整个拉斯维加斯几百个赌场联合起来抵制他们。
梭哈
一个玩家,可能偶尔在一晚上赢了很多钱。但如果每押一元平均都要亏一点,押得越多,平均就亏得越多。

类似地,假如你和一位羽毛球大神比赛,那么局数越少越好。41球21胜的赛制大概率赢不了。局数越多实力成分越多,运气成分越小。最好的策略是一球定胜负。
赌场设计
最后,来到了一个沉重的主题——为什么人们会沉迷赌博?我不知道在座的各位是否有自己,或者自己的亲朋好友沉迷赌博的经历?大家觉得人们沉迷赌博的原因是什么?有一本书,叫做《运气的诱饵》这本书的作者经历了20年的田野调查,得出结论足,人们沉迷赌博,往往只是为了沉醉其中,逃避世界。她认为,真正沉迷赌博的人,其实根本不是为了赢。

在美国,很多赌徒沉迷老虎机。像右边这张图所示,右边有一个推拉杆,按下推拉杆之后,三个轮盘会滚动,每个轮盘都有一些图案,比如水果图案。如果三个轮盘的图案都相同,则获奖。这个老虎机很有魔力,它让很多人日复一日地坐在那里玩。不工作,不吃饭,不上厕所,甚至不睡觉,就在那里玩。你以为他们不知道老虎机不能赢钱吗?他们比谁都清楚,玩了这么多年。但是他们就是想要继续玩下去的这种感觉。他们玩到这个地步,根本就不是为了赢钱了,而是为了继续玩下去。
为什么?这是因为在玩老虎机的过程中,他们进入了一种心流的状态。心流,在心理学中是指一种人们在专注进行某行为时所表现的心理状态。在心流状态中,人们可以短暂地忘记一切烦恼,可以逃避现实世界,可以获得在现实世界中无法获得的宁静和满足。
进入心流状态有四个条件,老虎机全都满足。

成瘾机制都是类似的。网络游戏成瘾、赌博成瘾,人都处于一种心流的状态。王者荣耀是不是也能让我们达到心流状态?电视剧是不是也是?电影是不是也是?
成瘾,单单足成瘾者的问题吗?赌场设计者,在设计赌场之初,就结合各种心理学,力图使赌场的设计,让用户更加容易沉迷其中。比如赢钱后落硬币的声音,都是经过精心设计的,这个响声可以刺激客人进一步赌下去。
又比如,赌场内部的设计,也很有讲究。它不会像写字楼那样方方正正,而是查歪扭扭,让玩家失去对时间和空间的感知,这样玩家更容易沉迷其中。

此外,在机器设计上,设计师也处心积虑动各种歪脑筋。比如老虎机的转盘上,表面上每个数字的概率都相等,其实背后还有一个隐#的转盘,转盘上1234567,2和6都映射到第一个转盘的2.表面上你觉得123的概率都相等,但其实2的概率是最大的。

又比如,最终显示的结果中,虽然你没有中奖,但是它会给你营造出一种你差一点就中奖的假象,这样会刺激你继续赌下去。
以上举的例子只是冰山一角。现在的端场,背后是世界上顶尖的心理学家、数学家、社会学家,它能让一个普通人在不知不觉中就调入场精心设计好的陷阱。
赌徒输光定理
最后,来到了本次分享的主题——赌徒输光定理。
我们把赌博简化成如下这个小游戏。游戏规则是,抛一枚均匀的硬币。如果正面朝上,小明给你1元;如果反面朝上,你给小明1元。你的初始本金有A元,小明的初始本金有B元。一直玩这个游戏,直到谁先输光了本金为止。请问你输光的概率是多少?
假设你有n元时,你输光的概率是P(n),可以得到这个递推式
P(n)=0.5*P(n-1)+0.5*P(n+1)
这个递推式怎么理解呢?当你手里有 n 元时,玩一局,有0.5的概率输了,此时输光的概率是P(n-1),有0.5的概率赢一局,此时输光的椰率是P(n+1)。
再加上两个初始条件,P(0)=1,你的本金是0元,那输光的概率就是1。你的本金足A+B元,说明小明已经没钱了,你输光的概率就是0。
有了递推式,有了初始条件,可以计算出出你输光的概率是B/(A+B)

这个结果很值得玩味。如果你和小明的初始本金都是100,那么你和小明的输光的概率都是50%。如果小明的初始资金是你的十倍,那你输光的概率约九成。在实际赌博中,小明是资金量比你大几个量级的赌场,那你输光的概车几乎就是100%了。这还是单局胜率50%的情况。事实上,赌场中没有任何一个游戏的胜率是达到50%的,也就是说,你会输得更快。
凯利公式
徒输光定理还可以从另一个角度来看,就是凯利公式。据说,巴菲特就是通过这个公式赚到了世界首富。
考虑如下场景:一次游戏中赢的概率是p。每下注1元,如果赢,则获得b元;如果输,则亏1元。
注意,如果p=0.5,b=1,则等价于刚刚的赌徒输光问题。

通过计算可以算出最优策略下,每次下注的资产比例应该是(pb-(1-p))/b。为什么要研究这个问题?举个极端的例子,假如一把下注梭哈,那很可能一下就亏光了,假如你每次只下注一块钱,赢得又太慢算。什么样的下注比例,是对你最有利的?
这个式子很有趣,我给大家解读一下。p的物理意义是胜率,b的物理意义是赔率。做任何决策都应该同时考虑胜率和赔率。单纯根据胜率或者菇率来做决策都会有失偏顾。
举个例子,现在有一个游戏,抛服子,抛到1-5获胜,抛到6则失败。你参加不参加这个游戏?这个游戏的胜率是很高的,5/6。
但是假如,胜利的奖励是1元,失败的惩罚是100元,你参加不参加这个游戏?肯定不参加。虽然胜率高,但足赔率低。
其实不止猪博,在人的一生中,也会面临大量的抉择,也都需要考虑胜率和赔率。
第二个启示是,如果pb-(1-p)<=0,那么F<=0,这其实意味着根本就不应该下注。
特别地假如p=0.5,b=1,F刚好等于0。这就是刚刚那个公平抛硬币的例子。F=0,意味下注金额为0,即不应该下注。
这个公式很有用,它不仅揭示了,在胜率和赔率都不利于你的情况下,你的最优策略是不玩。而且还指明了,如果你对胜率和赔率有把的情况下,如何分配下注比例,可以让你的获利最大化。
其实人生何尝不是一次次赌博组成的呢?在一次次抉择过程中,需要考虑胜率和赔率。
最后,总结一下,我们今天晚上,从薄饼讲到炸金花,从狼人杀讲到三国杀,从聚类错觉讲到大数定律,从21点讲到赌场设计。最后讲到端徒输光定理。虽然说知道这些概念,并不能帮助我们在赌博中赚钱,但至少可以让我们远离错误的道路,以及帮助我们在人生的抉择中,人生的赌博中,更加清楚明白地做好每一次块择。
参考资料:
1.狼人杀中的概率学 - 长尾的文章 - 知乎 https://zhuanlan.zhihu.com/p/29114446
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