CHAPTER 32
打敗賭場的超完美計畫
(※以下部分節錄)
在這一章裡,我們將試著從賭場手中把錢贏回來(又來了)。別再說我都沒幫你了!
請思考一個遊戲:我要擲硬幣。若出現正面,我什麼都沒贏;若出現反面,我會贏得3美元。
因此,在這場遊戲中,期望值為1.5美元,因為其中一種結果(一半的機率)會讓我空手而歸;還有另一種結果(一半的機率)能讓我贏得3美元。因此,將0乘以1/2再加上3乘以1/2後,就能得知我平均能贏一塊半。假如參加這個遊戲的費用為1美元,那麼理性如我,自然願意付費參加(當然,即便預期獲利高於成本,總會有些風險仇視者死都不願意掏自己的錢去賭)。
但是,先等一下,1.5的期望值到底意味著什麼?我永遠都不可能在一場遊戲中贏到1.5美元,因為我不是贏到3元,就是一無所獲。因此,期望值代表了我們打算進行多次實驗,或進行多次下注。
假如我擲硬幣一百次,預期得到正面與反面各50次的結果。50次的正面不會讓我贏到錢,而50次的反面則會讓我贏到3×50美元。因此,在100次的遊戲中,我有望贏得150美元。那麼,每一場比賽的平均收益是多少呢?
將150美元除以一百場遊戲,就會得到一模一樣的答案:1.5美元。這就是期望值!再說一次,期望值指的永遠是多次嘗試,否則就沒有任何意義。
由於這個問題極為重要,因此請容我再呈現一個例子,儘管這個例子略為複雜:
蘇西被邀請加入一個遊戲:她要擲一顆公正的骰子,若結果為6,她就能贏10美元,若結果為其他,則她必須付5美元。她應該加入這個遊戲嗎?
你不需要懂得機率,就知道應該拒絕,但我打算更深入地探討這個問題,讓我們更加理解「期望值」的概念。
讓我們用X來表示蘇西在這個遊戲中的收益,然後將X的值與對應機率輸入在表格中:
----------------------------------------------
X 10 −5
----------------------------------------------
P 1/6 5/6
----------------------------------------------
假如我們想知道這個遊戲究竟公不公平,機率對我們有利還是不利,我們就必須計算贏錢的「期望值」。若答案為0,就代表這場遊戲很公平。若答案為負,蘇西最好趕快開溜;若答案為正,她就可以考慮賭一把(注意:只是考慮)。
在這個練習中,贏錢的期望值是:E(X)=−2.5(請驗算)。負號暗示了蘇西最好不要加入,因為這個遊戲受到操控,除非擲骰子這件事本身就能讓她快樂。
但是,−2.5實際上意味著什麼?
假設蘇西打算玩六百次。在做出如此不明智的舉動後,她的經濟狀況會變得怎麼樣?
依照骰子的機率,她應該能擲出約一百次的6,每次可贏得10美元;因此她或多或少能贏得1,000美元。與此同時,她會出現約五百次不是6的結果,每次需支付5美元,合計約2,500美元。進行600次遊戲後,最終將讓她損失1,500美元。因此,每場遊戲的平均損失為:
E(X)=−1,500/600=−2.5
換言之,只要蘇西玩得夠多次,我們就能輕易預測她的虧損總額:只需將−2.5乘以遊戲次數即可;例如,若她玩了一千次,便可預期她會損失約2,500美元。
顯然,在單一場遊戲的脈絡下,−2.5並沒有實質意義,也不可能成為實際的輸贏金額,因為她不是贏10美元,就是輸5美元。但若重複進行多次,我們便能相當準確地預測最終結果。(記住:若只擲一次或極少次硬幣,我們無法預測結果;但若重複進行許多次,便能合理描述其整體走向。)
整體而言,我們可以總結如下:若某一遊戲的期望值為正,長期來看便值得參與;若期望值為零,則只是浪費時間;而期望值為負的遊戲,則不應參與。這些建議自然是建立在「人類為理性行動者」的假設之上。然而,這項假設本身並不穩固,也不夠精確。為了說明理性與期望值計算之間錯綜複雜的關係,接下來我將再舉兩個例子。
在第一個例子中,遊戲參與者面臨兩個選擇:其一,直接獲得100萬美元;其二,擲一次硬幣—得到正面什麼也得不到,得到反面則可贏得1,000萬美元。從期望值的角度來看,顯然應選第二個方案,因為其期望值更高,為500萬美元。
其機率函數如下:
----------------------------------------------
X 0 10,000,000
----------------------------------------------
P 1/2 1/2
----------------------------------------------
因此,期望值如下:
(1/2×0)+(1/2×10,000,000)
答案是500萬。
如果擲硬幣的期望值為500萬,那麼人們究竟該選擇擲硬幣,還是保守一點,只拿走100萬就好呢?我想,只要不是超級有錢的人,應該都會選擇保守的路,因為即便這100萬遠比潛在的1,000萬或預期的500萬少,但至少它是確定可以拿到的。這個金額足以讓許多人溫飽。
另一方面,對那些瞧不上100萬的大富豪來說,他們自然會選擇賭一把,因為他們可能會因此贏得更多—第二個選擇的期望值比100萬高出了五倍。
現在,我們來認識「不確定決策理論」中的另一個重要概念:「效用函數」(utility function)。沒錯,金錢的價值不該僅以數字來衡量。在分析1,000美元的價值時,我們也應該問:對誰而言?對縮在街角、無家可歸的流浪漢來說,1,000美元足以讓他吃上好幾個月;但若我們將這筆錢匯到伊隆.馬斯克或英皇查理斯三世的戶頭裡,他們不僅根本不會注意到,就算是蘇格蘭場(倫敦警務處總部)最優秀的警探鍥而不捨地追查,恐怕也找不到這筆錢的流向。當然,1,000美元對富人的價值,自然不如對資源較為匱乏者來得大(儘管也有某些富豪連一塊錢都不肯輕易放過)。
總而言之,在決策理論中,多數問題都會透過某種效用函數來分析,而計算過程自然也包含期望值。價值的判斷,從來不只是建立在數字大小之上。
該怎麼做,才能把把都贏?
尼諾帶著一份「天才」計畫,打算到賭場贏得1美元:他走到輪盤賭桌旁,然後把1美元押在紅色上(如果你需要複習一下規則,請翻到第十九章)。
如果輪盤的圓球停在紅色上,他就能贏得1美元,任務也圓滿成功。倘若沒有,他會再下注一次紅色,但這一次,他會押2美元。假如這一次開出紅色,他會贏得2美元,整體收支將是贏得1美元(2−1)。但如果又輸了怎麼辦?那麼他此刻將輸掉3美元,因此按照計畫他會下注4美元在—你說呢?—紅色上。贏了,他就會賺到1美元;輸了,尼諾會下注8美元在紅色上,如此反覆進行著,直到球停在紅色上,讓他贏得夢寐以求的1美元。
這種下注方式,稱為「翻倍法」(the doubling method)。儘管有別的名字,但數學家們偏愛稱此為「馬丁格爾」(mar-tingale)。馬丁格爾是一種投注策略,而尼諾使用的正是其中最簡單的一種……
(精彩待續)
打敗賭場的超完美計畫
(※以下部分節錄)
在這一章裡,我們將試著從賭場手中把錢贏回來(又來了)。別再說我都沒幫你了!
請思考一個遊戲:我要擲硬幣。若出現正面,我什麼都沒贏;若出現反面,我會贏得3美元。
因此,在這場遊戲中,期望值為1.5美元,因為其中一種結果(一半的機率)會讓我空手而歸;還有另一種結果(一半的機率)能讓我贏得3美元。因此,將0乘以1/2再加上3乘以1/2後,就能得知我平均能贏一塊半。假如參加這個遊戲的費用為1美元,那麼理性如我,自然願意付費參加(當然,即便預期獲利高於成本,總會有些風險仇視者死都不願意掏自己的錢去賭)。
但是,先等一下,1.5的期望值到底意味著什麼?我永遠都不可能在一場遊戲中贏到1.5美元,因為我不是贏到3元,就是一無所獲。因此,期望值代表了我們打算進行多次實驗,或進行多次下注。
假如我擲硬幣一百次,預期得到正面與反面各50次的結果。50次的正面不會讓我贏到錢,而50次的反面則會讓我贏到3×50美元。因此,在100次的遊戲中,我有望贏得150美元。那麼,每一場比賽的平均收益是多少呢?
將150美元除以一百場遊戲,就會得到一模一樣的答案:1.5美元。這就是期望值!再說一次,期望值指的永遠是多次嘗試,否則就沒有任何意義。
由於這個問題極為重要,因此請容我再呈現一個例子,儘管這個例子略為複雜:
蘇西被邀請加入一個遊戲:她要擲一顆公正的骰子,若結果為6,她就能贏10美元,若結果為其他,則她必須付5美元。她應該加入這個遊戲嗎?
你不需要懂得機率,就知道應該拒絕,但我打算更深入地探討這個問題,讓我們更加理解「期望值」的概念。
讓我們用X來表示蘇西在這個遊戲中的收益,然後將X的值與對應機率輸入在表格中:
----------------------------------------------
X 10 −5
----------------------------------------------
P 1/6 5/6
----------------------------------------------
假如我們想知道這個遊戲究竟公不公平,機率對我們有利還是不利,我們就必須計算贏錢的「期望值」。若答案為0,就代表這場遊戲很公平。若答案為負,蘇西最好趕快開溜;若答案為正,她就可以考慮賭一把(注意:只是考慮)。
在這個練習中,贏錢的期望值是:E(X)=−2.5(請驗算)。負號暗示了蘇西最好不要加入,因為這個遊戲受到操控,除非擲骰子這件事本身就能讓她快樂。
但是,−2.5實際上意味著什麼?
假設蘇西打算玩六百次。在做出如此不明智的舉動後,她的經濟狀況會變得怎麼樣?
依照骰子的機率,她應該能擲出約一百次的6,每次可贏得10美元;因此她或多或少能贏得1,000美元。與此同時,她會出現約五百次不是6的結果,每次需支付5美元,合計約2,500美元。進行600次遊戲後,最終將讓她損失1,500美元。因此,每場遊戲的平均損失為:
E(X)=−1,500/600=−2.5
換言之,只要蘇西玩得夠多次,我們就能輕易預測她的虧損總額:只需將−2.5乘以遊戲次數即可;例如,若她玩了一千次,便可預期她會損失約2,500美元。
顯然,在單一場遊戲的脈絡下,−2.5並沒有實質意義,也不可能成為實際的輸贏金額,因為她不是贏10美元,就是輸5美元。但若重複進行多次,我們便能相當準確地預測最終結果。(記住:若只擲一次或極少次硬幣,我們無法預測結果;但若重複進行許多次,便能合理描述其整體走向。)
整體而言,我們可以總結如下:若某一遊戲的期望值為正,長期來看便值得參與;若期望值為零,則只是浪費時間;而期望值為負的遊戲,則不應參與。這些建議自然是建立在「人類為理性行動者」的假設之上。然而,這項假設本身並不穩固,也不夠精確。為了說明理性與期望值計算之間錯綜複雜的關係,接下來我將再舉兩個例子。
在第一個例子中,遊戲參與者面臨兩個選擇:其一,直接獲得100萬美元;其二,擲一次硬幣—得到正面什麼也得不到,得到反面則可贏得1,000萬美元。從期望值的角度來看,顯然應選第二個方案,因為其期望值更高,為500萬美元。
其機率函數如下:
----------------------------------------------
X 0 10,000,000
----------------------------------------------
P 1/2 1/2
----------------------------------------------
因此,期望值如下:
(1/2×0)+(1/2×10,000,000)
答案是500萬。
如果擲硬幣的期望值為500萬,那麼人們究竟該選擇擲硬幣,還是保守一點,只拿走100萬就好呢?我想,只要不是超級有錢的人,應該都會選擇保守的路,因為即便這100萬遠比潛在的1,000萬或預期的500萬少,但至少它是確定可以拿到的。這個金額足以讓許多人溫飽。
另一方面,對那些瞧不上100萬的大富豪來說,他們自然會選擇賭一把,因為他們可能會因此贏得更多—第二個選擇的期望值比100萬高出了五倍。
現在,我們來認識「不確定決策理論」中的另一個重要概念:「效用函數」(utility function)。沒錯,金錢的價值不該僅以數字來衡量。在分析1,000美元的價值時,我們也應該問:對誰而言?對縮在街角、無家可歸的流浪漢來說,1,000美元足以讓他吃上好幾個月;但若我們將這筆錢匯到伊隆.馬斯克或英皇查理斯三世的戶頭裡,他們不僅根本不會注意到,就算是蘇格蘭場(倫敦警務處總部)最優秀的警探鍥而不捨地追查,恐怕也找不到這筆錢的流向。當然,1,000美元對富人的價值,自然不如對資源較為匱乏者來得大(儘管也有某些富豪連一塊錢都不肯輕易放過)。
總而言之,在決策理論中,多數問題都會透過某種效用函數來分析,而計算過程自然也包含期望值。價值的判斷,從來不只是建立在數字大小之上。
該怎麼做,才能把把都贏?
尼諾帶著一份「天才」計畫,打算到賭場贏得1美元:他走到輪盤賭桌旁,然後把1美元押在紅色上(如果你需要複習一下規則,請翻到第十九章)。
如果輪盤的圓球停在紅色上,他就能贏得1美元,任務也圓滿成功。倘若沒有,他會再下注一次紅色,但這一次,他會押2美元。假如這一次開出紅色,他會贏得2美元,整體收支將是贏得1美元(2−1)。但如果又輸了怎麼辦?那麼他此刻將輸掉3美元,因此按照計畫他會下注4美元在—你說呢?—紅色上。贏了,他就會賺到1美元;輸了,尼諾會下注8美元在紅色上,如此反覆進行著,直到球停在紅色上,讓他贏得夢寐以求的1美元。
這種下注方式,稱為「翻倍法」(the doubling method)。儘管有別的名字,但數學家們偏愛稱此為「馬丁格爾」(mar-tingale)。馬丁格爾是一種投注策略,而尼諾使用的正是其中最簡單的一種……
(精彩待續)