聪明人的三门问题

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  三门问题又被称为蒙提霍尔问题,出自美国一个电视益智游戏节目,这个问题一被提出就引起了相当大的争议。

三扇门的诱惑


  在一次有奖竞猜活动中,参赛者需要面对三扇门的诱惑。参赛者会看见三扇关着的门,其中一扇门的后面藏有一辆汽车,选中这扇门就可以获得汽车,而另外两扇门后面则各藏有一头山羊。虽然山羊和汽车一样都可以充当交通工具,但和汽车相比起来,山羊还是便宜了一些,所以参赛者的目标是——选中汽车。
  当参赛者选定了一扇门但还未打开它的时候,知道门后情况的节目主持人打开另外两扇门中的一扇,出现了一头山羊。然后,主持人会问参赛者要不要改变主意选择另一扇关着的门。这时,参赛者就有这样的疑问了:换另一扇门是否会增加获得汽车的概率?
  假设参赛者最初选择的是1号门,现在主持人打开了3号门,后面是一头山羊。如果你是参赛者,你会改变主意选择2号门吗?
  对于这个问题,一位高智商女性玛丽莲·莎凡特给出了她的答案,她认为参赛者应该改变主意选择2号门,因为这个选择将会使他获得汽车的概率增加一倍。这个答案引起了轩然大波,因为它不合乎大多数人的直觉。

大部分人的直觉都错了


  事实上,大多数人的回答都是“不改变主意,坚持选择1号门”。他们认为不应该更换选择,因为汽车在哪扇门的后面是不能改变的,无论改不改变选择,参赛者选中汽车的概率都是50%。所以,顺从自己最初的直觉会比较好。
  玛丽莲给出自己的答案后,数千封投诉信纷至沓来。但很快,她漂亮地解释了自己的答案,让大家心服口服。她是怎么解释的呢?
  参赛者选中一扇门时,有三种可能情况,它们的概率相等,都是1/3:
  我们对比一下会发现,在后两种情况下,参赛者都可以通过更换选择而获得汽车。第一种情况是唯一一种参赛者更换选择会吃亏的情况,所以改变主意而获得汽车的概率是2/3。
  我们还可以用逆向思维来理解:
  无论参赛者开始的选择是什么,在被主持人问到是否更换时都选择更换。如果参赛者先选中山羊,那么更换后会获得汽车;如果参赛者先选中汽车,那么更换后会失去汽车。而选中山羊的概率是2/3,选中汽车的概率是1/3。所以选择更换是明智的,相对最初获得汽车仅为1/3的概率来说,改变选择可以增加获得汽车的可能性。
  三门问题是一个老问题了,不过它在任何时候都能引起激烈的争论。总结一下,正确答案应该是:如果主持人事先知道哪扇门后面有山羊,并且她特意选择把有山羊的那扇門打开,那么参赛者应该更换选择另一扇门,这可以使获得汽车的概率从1/3 升到2/3。

升级!一百扇门的诱惑


  换还是不换?大部分人之所以会左右为难,是因为他们常常把自己最初就选中汽车的概率想得太高。如果我们将三门问题升级一下,或许就好理解了。
  现在,我们试试另一个挑战,我们将它称作“百门问题”。一百扇门中只有一扇后面藏有汽车,其余藏的都是山羊。请你先随心所欲选中一扇门。
  选好了吗?假设你选了1号门。不过,你应该对这个选择不抱什么希望——能一次就选中汽车的概率太低了,只有1%的可能。这时,主持人将剩下99扇门中的98扇打开,它们的后面全是山羊。也就是说,汽车在没有被打开的1号门或37号门后面。
  现在,给你一个机会,你会坚持选择1号门,还是改变主意选择那扇未被打开的37号门?
  也许你认为这两扇门的中奖概率相同,那么我们可以从头开始计算一下。对于汽车被藏在哪里,有100种可能,并且它们的概率都是1%。
  第1种可能:汽车在1号门后。你选择了1号门,选中汽车的概率就是1%。
  第2种可能:汽车在2号门后。你选择了1号门,主持人会将3号~100号门打开,问你要不要改变主意。
  第3种可能:汽车在3号门后。你选择了1号门,主持人会将2号、4号~100号门打开,问你要不要改变主意。
  ……
  第100种可能:汽车在100号门后。你选择了1号门,主持人会将2号~99号门打开,问你要不要改变主意。
  在这100种可能中,坚持选择1号门而获得汽车的概率只有第1种可能,在第2种~第100种可能中,只要改变主意,你就能获得汽车。主持人打开98扇门的做法,实际上是在告诉你:假如2号~100号门后面藏有汽车,那么它一定是在37号门的后面。如果你改变主意选择37号门,实际上是等同于直接选择了2号~100号门。也就是说,只要改变主意,获得汽车的概率就是99%。
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