工匠数据分析

被直觉欺骗了这么久,你居然不知道?

2016-10-28  本文已影响240人  弗兰克工匠

问题引入:
现在假如你在参加一个节目,现场有三扇门(A门、B门和C门),其中一扇门的后面是最新款特斯拉跑车,选中那扇门即可获得跑车。
你知道选任何一扇门赢的概率都是一样的,所以你随机选择了一扇(比如:B门)。这时候,主持人打开了另外两扇门的其中一扇(比如:A门),后面没有跑车。此时特斯拉必定在B门或者C门的后面,主持人多给你一次机会,问你:要不要更换你的选择?(从B门换成C门)你会如何做选择呢?(思考一分钟)

三门问题

你也许会这样认为(统计显示大多数人都这样想):现在只剩下两扇门,选择哪扇的赢的概率都是1/2,那我还不如依靠自己的直觉,得之我幸失之我命,所以就不换了。

很抱歉,你错了
你可能会目瞪口呆,大呼:why?
这就是著名的“三门问题”,又称蒙特霍问题(Monty Hall problem)。
别着急,下面有两个版本的解释,你肯定能理解。

通俗版解法

现在我们来假设一下,在你面前的不是三扇门,而是100扇门,其中有一扇门背后藏有一辆特斯拉跑车。假如这时候你选择了第1号门,主持人把其余99扇门中98扇都打开了,只剩下你选的1号和37号门没有打开,而打开的门后面均是空的,此时他问你同样的问题:“要不要更换你的选择?”(从1号换成37号)

现在,你会如何做选择呢?
想必,绝大多数人会选择换。那这是为什么呢?

图片来自[youtube](https://www.youtube.com/watch?v=4Lb-6rxZxx0)

在这个游戏中,主持人没有打开98扇门之前,每一扇门后有跑车的概率都是1/100,也就是说2-100号门覆盖了99/100获胜的可能性。在打开98扇门的过程中,发现后面都是空的,那么有跑车的可能性通通转移到37号门。

所以,他在问你换还是不换的时候,选择不换(坚持1号门)赢的概率是1/100,选择换(改选37号门)赢的概率是99/100。

回归到三门的问题,如果你坚持选择B门(最初的选择),获得跑车的概率是1/3;而改选为C门,获得跑车的概率是2/3。

是不是有点脑洞大开?在我们的生活中还存在很多类似的情形,真实的概率和我们心理的概率不一致,我们把这样的现象称为“概率偏见”。

有些许概率论基础的童鞋可以参看最后一节,我会从条件概率的角度再次解释这个问题。如果你是数学小白,为你的健康着想,请不要随意翻阅最后一节(__)。

生活中的概率偏见

生活中我们经常会在不知不觉中产生概率偏见,比如:

  1. 你在赌场连赢三把,觉得今天运气真好,如果你坚持玩儿下去,真实的概率会教训你一顿;
  2. 飞机失事会引起广泛关注,你可能会觉得飞机不安全,但事实上,每公里死亡率的角度来开,坐飞机比坐汽车安全22倍;
  3. 你第一个男朋友是渣男,你就会觉得:“男人没一个好东西”。

我们如何是好?

贝叶斯公式

附:数学版解法

同样,我们还是假设最初选择了B门。此时,设 事件X=猜中获奖,事件Y=主持人打开A门

图示条件概率

P(X)为参赛者刚刚开始选择时中奖的先验概率,为1/3
如果跑车在A门后面,主持人是不会打开A门,所以P(Y|X)=0
如果跑车在B门后面,而你的选择也是B门,主持人就会在A和C中选择开门,所以打开A门的概率是1/2,即:P(Y|X)=1/2
如果跑车在C门后面,那么此时主持人就只能选择打开A门,所以P(Y|X)=1

根据全概率公式,P(Y)=P(Y|X1)P(X1) + P(Y|X2)P(X2) + ... + P(Y|Xn)P(Xn) ,在本题中P(Y)=倒数第二列之和=1/2

根据贝叶斯公式,P(X|Y) = P(X)*P(Y|X) / P(Y),即得出最后一列的结果。
最后一列表示在主持人打开A门的条件下,选择A、B或C获胜的概率。

本文部分观点参考《刘润:5分钟商学院 | 019》

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