三门问题
你正在参加一个电视节目。你面前有三扇门,其中只有一扇门后有奖。在你选取一扇门后,主持人会在剩下两扇门中打开一扇没有奖的门,并给你一次换门的机会。
三门问题指出,此时选择换门的中奖概率将比不换门高,而非二者概率相同。
1.常规思路
在第一次选择中,你选中大奖的概率是1/3,此时换门的中奖率为0;而第一次没有中奖的概率是2/3,此时另两扇门中其中一扇有奖,若主持人打开了没奖的门,则另一扇门必定有奖,此时换门的中奖率为1。由此,换门的综合中奖率为1/3*0+2/3*1=2/3。
2.另一种思路
在第一次选择中,你选中大奖的概率是1/3,主持人在你选择后打开了一扇没奖的门,但这并没有影响你目前选择的综合中奖率。既然你的选择概率是1/3,那么另一扇门的概率就只能是1-1/3=2/3了。
我们可以用更大的数字来理解这个思路。假设你面前有100扇门,你最初选中大奖的概率是1/100,主持人下你选择后打开了98扇没奖的门,这显然并不会导致你所选的门综合中奖率变成1/2。
3.主持人提供了新的信息
当你选择一扇门后,主持人打开的永远是一扇错误的门,这是三门问题成立的关键。主持人为你提供了新的信息,而新信息的引入可能使你获得比平均值更好的选择——在三门问题中就是可以的。
假设说,主持人打开的是一扇随机的门,它可能中奖也可能不中奖,那么换不换门就没有区别了。我们也可以用简单的计算证明这种情况。
在第一次选择中,你选中大奖的概率是1/3,此时换门的中奖率为0;而第一次没有中奖的概率是2/3,此时主持人需要随机打开一扇门,该门有奖与无奖的概率均为1/2;若打开的门有奖,则换门的中奖率为0;若打开的门无奖,则换门的的中奖率为1。由此,换门的综合中奖率为1/3*0+2/3*1/2*0+2/3*1/2*1=1/3,与不换门的中奖率相同,也与主持人开到奖的概率相同,这三者的和为1。
我们也可以发现,如果你和主持人都是随机选择,那么选择的先后顺序并不会影响你的综合中奖率——它始终都是1/3。在这一过程中,主持人并没有为你提供新信息,你也没有获得什么有助于你决策的信息。
4.扩展思考
假设说,一道选择题有三个选项,我先选择了A,并在选择了A之后排除了B,此换成选项C的正确率是否会更高?这样的想法显然是十分荒谬的,是对三门问题的误解,我们也可以借助这个错例更好的理解三门问题。
在三门问题中,无论你选择任何选项,都可以借助外力排除未选项中的一个错误答案。而在这个场景下,你排除的永远是同一个错误答案(也就是选项B)。这样的场景应当使用最简单的1/(3-1)=1/2来计算概率。
那么怎样的场景才符合三门问题呢?假设在你完全随机选择任意一个选项后,监考老师都会帮你划掉一个错误的选项,这样的场景才是符合三门问题的,此时你的改选确实会带来正确率的提升。但这样的场景在现实中并不存在,也就没有必要强制套用三门问题进行思考了。
