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第146章 概率法则

时间过得飞快,眨眼间又到了周六。元一将小组成员叫到一起,她手里拿着三个锦囊,写着数字1、2、3。

“姬老师临走前,交给我三个锦囊,就是我手上拿的这些,说是周六的时候开第一个,后面的按照提示开启。”元一淡淡道。

所有人围着她,坐了一圈。慕青峰按捺不住道:“我以前看《三国演义》的时候,就很好奇,锦囊一下子全部打开会怎样?要不我们今天试一试吧。”

千灵今天戴了一顶黑色的棒球帽,帽檐压的很低,乌黑色的秀发全部从右肩撒下,慵懒中带出几分妖娆。

“锦囊这东西挺好玩的,我给你们讲一个笑话,想听的举手。”钟奇正时隔多年,又回忆起自己的脱口秀本领,看样子最近心情还不错。

墨出尘、慕青峰第一时间举起了手,千灵观望了一下,“讲个笑话都没人支持,人缘好差哦,算了,本天才少女勉为其难地支持你一下。”千灵说完,也举起了手。

“不用看我,我无所谓,你想讲就讲好了。”元一耸了耸肩,一副无所谓的样子。

“在遥远的光大陆有一个国家叫作米国,那里实行的是总统制。

“据说每一任下野总统都为下任新总统留下三个锦囊,并说如果碰到麻烦可一年打开一个锦囊。

“新总统果然在第一年碰到麻烦,他打开第一个锦囊,上面写着:可以开始骂上一任总统,把责任推在他身上。第二年当他又碰到麻烦时,打开第二个锦囊看到写的是:说国会没有效率,是一群饭桶。当他在第三年碰到大麻烦时,他打开了最后一个锦囊上面写着:赶紧准备三个锦囊。”

“果然不该举手,你讲的笑话很无聊哎。队长,咱们要不倒着开,先开第三个锦囊看看情况?”千灵建议道。

“你们都同意吗?”元一征求着每个人的意见。

“同意。”大家异口同声道。

“有不同意的吗?”许久,没人回复。元一打开3号锦囊。里面是一个长方体,包了一层塑料薄膜,薄膜拿掉后,是一个屏幕,像口琴那么大。

屏幕自动点亮了:就知道你们这群小家伙不会按照套路出牌,先打开3号锦囊了吧,又被我猜中了。在你打开3号锦囊的一刹那,1号、2号锦囊已被我锁死了,除非你们完成相应的任务。

法则课许久没上,是不是非常想念呢?今天我们就要把法则课漏掉的内容补回来,此时的千灵是不是嘴角又挂起弧度,心里淡淡地说了一声“切”呢?

总之,这次的任务是概率法则,概率这个东西是怎样诞生的呢?

公元1651年夏天,当时盛誉欧洲号称“神童”的数学家帕斯卡(Pascal),在旅途中偶然遇到了赌徒德·美尔(De Mere),他对帕斯卡大谈“赌经”,以消磨旅途时光。德·美尔还向巴斯卡请教一个亲身所遇的“分赌金”问题。

问题是这样的:一次德·美尔和赌友掷骰子,各押赌注32个金币,德·美尔若先掷出三次“6点”,或赌友先掷出三次“4点”,就算赢了对方。赌博进行了一段时间,德·美尔已掷出了两次“6点”,赌友也掷出了一次“4点”。这时,德·美尔奉命要立即去晋见国王,赌博只好中断。那么两人应该怎么分这64个金币的赌金呢?

赌友说,德·美尔要再掷一次“6点”才算赢,而他自己若能掷出两次“4点”也就赢了。这样,自己所得应该是德·美尔的一半,即得64个金币的三分之一,而德·美尔得三分之二。德·美尔争辩说,即使下一次赌友掷出了“4点”,两人也是秋色平分,各自收回32个金币,何况那一次自己还有一半的可能得16个金币呢?所以他主张自己应得全部赌金的四分之三,赌友只能得四分之一。

公说公有理,婆说婆有理。德·美尔的问题居然把帕斯卡给难住了。他为此苦苦想了三年,终于在1654年悟出了一点儿道理。于是他把自己的想法写信告诉他的好友,当时号称数坛“怪杰”的费尔马(Fermat),两人对此展开热烈的讨论。他们频频通信,互相交流,围绕着赌博中的数学问题开始了深入细致的研究。

下面请进入赌徒的游戏——概率法则。

第一关。

这是一个奇特的世界,周围到处是扑克做成的建筑,扑克构成一个圆形城堡,最上方是红桃Q拿着手杖;有扑克搭建出的澳门威尼斯人、澳门百利宫及澳门金沙;扑克飞毯在空中无休止的传送着。

一千零一夜的成员也全都变成了扑克,每个人除了自己之外,能看到所有其他人的花色、大小。譬如元一看到的墨出尘,此时就是一个梅花10。

在扑克世界里,所有人解锁了三种移动方式:跳跃(像是windows纸牌通关后的动画)、滑行(像滑板鞋)与翻滚(90度自由落体向前翻滚一周半)。

当你试图告诉别人他的号码时,语音就会被(哔),视觉就会打上(马赛克)。

就像这样。“墨出尘你的扑克牌是【哔——】。不行,我比划给你看,看我的手势【马赛克】。”

土狼在笑你,第一局游戏。每个人说出一个场上所有人的数字总和,只能越来越大或越来越小(具体由第一个人定义),每个人可以选择质疑上一家或继续说数字,质疑失败或被成功质疑,吃一枚死亡标记并重新开始六人局。数字中黑桃、梅花为正,红桃、方块为负。

经过了几十场对决后,元一遥遥领先(只输了两场),剩下几人输的场数都差不多,平均有十多场。

“队长,这不科学啊,难道学霸打扑克牌也厉害,我不服。”慕青峰又输了一把后,愤愤道。

“因为我作弊啊。”元一用开玩笑的口吻,面带微笑的说。

“开玩笑,这游戏能作弊,我早作弊了,我们五个人十双眼睛,盯得这么死。你到底怎么赢的?全说是运气,我可不太信。不要骗我哦。”慕青峰拿了个巨大的卡比兽抱枕,瞬间又被千灵抢了过去。

“其实这个游戏和做概率题差不多,是有技巧的。”

“难道又是像上次解五魔方,一大堆公式、状态来回套?“千灵回忆起了不是很久前前在神墓的事。

“什么?队长,你竟然能解五魔方!在下佩服!”慕青峰左手扣拳,一脸膜拜状。

“佩服+1!”

“+2!”

“+3!”

“+4!”

“+5!”

“+6!”

哪里来的第六人,原来是墨出尘装作元一的声音。

“墨出尘,你找打吧?敢调戏本官!”

“队长,我错了,我给你揉揉肩,按按腰。”墨出尘作势就要伸手去捏。

“滚!”元一将头上下活动转了一圈,“不过说回来,你们几个玩这个土狼在笑你,有什么感受?”

“我本来觉得,这是个运气游戏,大家连续着喊,比如你喊1、我喊2、他喊3,喊到太离谱了,那个人就输了,可我现在觉得这游戏不是这样的。你总能喊出一些让我像吃了苍蝇般难受的数,可我又不能质疑你,简直,怎么说来着。”慕青峰眼角上瞟,表示在回忆。

“浑身不舒服。”墨出尘帮他补充道。

“你们觉得是在玩扑克游戏,我觉得和做概率题差不多,这是一个最优解问题。比方说正确答案是13,你喊一个13,就相当于对下家将军,他喊14要爆数,他质疑你他要失败。”元一抿了抿嘴道。

“可是我怎么知道答案是多少,如堕五里雾中,呼吸一口,遍地都是仙气。”慕青峰夸张的做了下深呼吸道。

“对,所以我们要喊一个足够接近答案的数,越接近越好,明白吗?”元一解释着做题步骤。

“那怎样才能足够接近呢?”

“这是有一套数学公式的。”元一脱口而出。

“又有数学公式了吗?我的天呐!”千灵惊呼道。

“好吧,那就不用数学公式了,我用通俗的话讲一下。首先,我们假设这是一个二阶马尔科夫方程。”

元一还没说完,又被千灵打断了。“什么,马尔代夫方程?”

“算了,全当我没说过,我用小学数学给你举个例子,你先认真地听,不要打断我。我们复盘一下,下面是方才的一局。”

1元一:红桃K,-13

2千灵:梅花A,1

3墨出尘:梅花10,10

4钟奇正:黑桃3,3

5慕青峰:方片5,-5

6夜轻羽:梅花7,7

“这局我是先手位,接下来是2号,一直到6号,转了一圈再回到我1号。那局我开始叫的是,28,方向是越来越小。咱们先不管方向,那么第一个问题是,我为什么叫28?”

“不随便叫的吗?难道还有讲究?”

“我是那么随便的人吗?当然不是,先手是非常重要的,这一局我在叫出28的时候,我就已经赢了。百分之九十八吧,扣两个百分点是怕自己骄傲。”

“怎么就赢了?离最终答案3还很远啊。”

“第二个千灵你叫了多少?”

“我叫了5,28肯定给你过呀。”

“首先我们建立一个基本常识:游戏开始,每个人肯定会先算一下,除了自己外5个人的和,对吧?”元一看着大家,“小慕,你抓住我的手干嘛?”

“队长,到这一步,我的解题步骤居然和你一模一样,我简直不敢相信!”

“小慕,怕是智障都会这一步,别激动了,很快我们就会和队长分道扬镳了!”钟奇正拉回慕青峰。

“走完这一步,我们在脑颅中同时模拟六个人,分别是元一(16),千灵(2),墨出尘(-7),钟奇正(3),慕青峰(5),夜轻羽(7)。表面上看,我最劣势,墨出尘最优势。那么在我看来最终结果的范围是(16-13,16+13)即(3,29)不用考虑没有16号牌(因为没有0号牌)。”

“对啊,我也是这样算的,然后根据这个范围来判断是不是质疑,如果超了我的范围,我就要质疑,否则我就不质疑。”到这一步似乎所有人的思路还是一样的。

“嗯,我在给出一个数的时候,其实重点关心的是下家会不会质疑我,拿我来说,我下家是千灵,所以我必须关注她的范围,如果不在她的范围那么她是必然质疑。我们知道范围是一个左边13格,右边13格的区间。我们玩的是数越来越小,区间是向左开的。所以当我给出的数,能够覆盖13个区间,也就是一半时,假设千灵是一个理性人,那么就不会质疑。”

“可是在不知道自己号码的情况下,怎么能知道下家的范围?”

“自己的设为x1,x1为[-13,13]之间的一个数字。注意千灵在计算范围时,自己的牌也是不知道的,设为x2。剩下4张牌和为(10+3-5+7=15)。这样可以得到15+x1+x2的范围为(15-26,15+26)=(-11,41)。由于只要覆盖13个格子就可以了,所以我可以给千灵的数的范围是(再左右移动13格)得到(2,28)。由于游戏方向的原因,取28。”

“就这么简单?”

“别着急,还有一个重要问题,那就是千灵会不会质疑我的数,除了与我的数有关,还取决于她能不能给下家一个她很满意的数,否则她就要考虑是质疑我的风险大还是被下家质疑的风险大。”

“这怎么可能知道呢?你还能知道千灵要给她的下家什么数?”

“精确的不知道,但总知道个范围。首先理性的千灵在给下家墨出尘出数时,也会按照刚才的计算方法。假设我的号码依然为x1,这种情况下4家的和为(x1+3-5+7)加上26,再减去13得到18+x1,x1是[-13,13],取平均即为18+0=18。

“算到这里就知道千灵还有操作空间,平均来看,她可以给墨出尘最小到18。所以我这个数完全没问题,千灵不会质疑,她可以进一步给下家一个合理的数,到这里我的工作就完成了。”

“按照同样的步骤,其实在游戏一开始,就可以得到每个人可以给下家的最小值,以及在他眼中,他的下家给下下家的合理数的平均值。算下来是这样的:

16所在那列为我当前总和,28所在那列为可以给下家的最小数,18所在那列为下家可以给下下家的数。

元一:16,(3,29)15(-11,41)(2,28)28(5,31)18

千灵:2,(-11,15)-8(-34,18)(-21,5)5(-11,15)2

墨出尘:-7,(-20,6)-10(-36,16)(-23,3)3(-5,21)8

钟奇正:0(-13,13)5(-21,31)(-8,18)18(-2,24)11

慕青峰:8(-5,21)1(-25,27)(-12,14)14(14,40)27

夜轻羽:-4(-17,9)9(-17,35)(-4,22)22(8,34)21

实际情况中,为什么千灵会给她的下家一个5而不是18呢?这是因为千灵明确知道我(元一)是-13,x1取了平均值所以有偏差,这个差如果大家都按这套逻辑打,便可以算出来。比如这里,5-18=-13(正是我的牌号)。

仔细观察一下上表,28-18,5-2,3-8,18-11,14-27,22-21。其中后面的数比前面大都是要冒风险的,违反了叫数规则。两者的差等于你下下家的值,比如28-18=10,这正是我的下下家墨出尘的牌号。

在越来越小的方向,你的下下家是正数对你有利,且越大越有利。而在越来越大的方向你的下下家是负数对你有利。所以方向怎么选是这样决定的。

这局打下来,我叫28,千灵叫5,墨出尘叫3(冒了8-3=5点的下家质疑风险),钟奇正(-13,13)的范围没有质疑,想叫只能叫2(冒了11-2=9点的下家质疑风险),慕青峰范围是(-5,21)决定质疑,质疑成功,钟奇正增加一点死亡标记。

“队长,你好牛哎,这是你自己想到的吗?”

“我刚推导出来的。当然跟你们玩,还要考虑加入一个非理性因子(针对我时很大,总想质疑我,对吧?)和叫数模型。比方说,墨出尘、小慕你俩喜欢猥琐流,不管别人叫什么,喜欢按上家-1去叫。千灵喜欢乱喊,但减的比较多。

“你们要知道一圈六个人下来,这个数至少要减少6,所以过于保守,过于激进,都不太好。另外开头时,你们总喜欢叫一个很大的数,虽然肯定不会爆数,但在我看来会很劣势,到我这,我一下锐减,之后基本上一圈内总要爆炸的。”

“听起来,好像听懂了,似乎也没有过分复杂。”

“其实,这只是一个二阶模型,我问你个问题,你就知道它的真实复杂度。首先,轻羽姐6号的行为,会显著影响到4号钟奇正,又会影响到2号千灵,2号的质疑行动显然影响到我。这样就变成了五阶马尔科夫,就会无比复杂。但真实情况,还要更上很多层,它是一个无穷阶的马尔科夫链。

“一只南美洲亚马逊河流域热带雨林中的蝴蝶,偶尔扇动几下翅膀,可以在两周以后引起米国德克萨斯州的一场龙卷风。听起来,怎么样?!”元一两只手扑闪扑闪,模拟着蝴蝶煽动翅膀。

“队长,你竟然在给小学生讲马尔科夫!过分了呀。”

“那又怎样?”

“身为小学数学水平的我,竟然隐隐觉得听懂了,以后有的跟人吹了,我也是懂得马尔科夫链的人了!”

“那还不赶紧推荐票、收藏、评论走一波。”元一道,“走了,走了,去下一关了。”

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