最燒腦的悖論,意識為什么會影響未來?顛覆你認知的三門問題

一開始我也在質(zhì)疑換門中獎的概率為2/3是錯誤的,感覺這位聰明的女士用窮舉法算漏了一種情況,如圖。

因此,我嘗試對該問題利用python進行編程,程序如下。
- 先導(dǎo)入基礎(chǔ)庫,并對一些參數(shù)進行定義

- 隨機一種情況,并讓玩家做出第一次選擇

- 讓主持人在剩下的兩扇門中打開一扇沒中獎的門

- 讓玩家始終選擇換門,并校對答案,計算勝場

- 從隨機一種情況開始將以上步驟循環(huán)1000000次,并計算勝率

這是我最終得到的勝率結(jié)果

可以看到,結(jié)果逼近于2/3 。
于是我不太信邪,決定換一種思路去設(shè)計程序,程序如下。

我讓玩家始終選擇1號門,
- 那么當2號門和3號門都是錯誤的,主持人會在2號門和3號門之間隨機選一個打開;
- 當2號門是正確的,主持人會打開3號門;
- 當3號門是正確的,主持人會打開2號門。
想必看到這里已經(jīng)有人發(fā)現(xiàn)了,當2號門和3號門都是錯誤的時候,無論主持人選擇哪扇門,都相當于是一種情況;而當2號門和3號門有一扇是正確的時候,情況將會變?yōu)閮煞N。
而最終的勝率結(jié)果也同樣是逼近于2/3 。

后來,我重新?lián)旎剡z棄了不知道多久的概率論知識,重新計算一下到底是怎么一回事。
首先,我們假設(shè)玩家一定能中獎,那么情況將分為:
(1)玩家交換了門并中獎了;
(2)玩家沒交換門并中獎了。
首先我們看(1),玩家第一次選擇中獎的概率依舊為:
P1 = 1/3
在玩家做出選擇后,被主持人打開的那扇門中獎的概率必定為0:
P2 = 0
那么為了讓(2)成立,玩家選擇交換肯定會中獎:
P3 = (1-P1)(1-P2)
結(jié)果為2/3 。
接著我們看(2),玩家第一次做出選擇,中獎的概率:
P1 = 1/3
在玩家做出選擇后,主持人打開的那扇門中獎概率必定為0:
P2 = 0
那么為了讓(2)成立,玩家不選擇交換肯定會中獎,也就是說玩家這時候選擇交換就不會中獎,那么因為P2已經(jīng)等于0,(2)將會是(1)的否命題:
P = 1 - P3
P = (1 - ((1-P1)(1-P2))
結(jié)果為1/3 。
我們再回到我一開始的看法,是否是我做窮舉算多了一種情況呢?
我們可以看看在玩家做出第一次選擇后,剩下兩扇門會出現(xiàn)的情況
0 0
1 0
0 1
在排除了主持人的開門干擾后,我們可以得到的剩下兩扇門會出現(xiàn)的情況只有這三種,也就是說主持人的開門舉動一開始就干擾了我們的判斷,讓我們認為剩下的兩扇門的組合會出現(xiàn)4種情況,導(dǎo)致我們認為那位聰明的女士漏算了一種情況
那么我們怎么從貝葉斯定理的角度看待三門問題呢?
首先,玩家第一次選擇的門,中獎概率肯定為:
P(A) = 1/3
接著,主持人打開的門,中獎概率肯定為:
P(B) = 0
那么,主持人打開的門沒中獎的情況下,玩家第一次選擇的門中獎了的概率可以表達為:
P(A|1-B) = P(1-B|A)P(A)/P(1-B)
而無論玩家第一次選擇的門中沒中獎,主持人打開的門肯定不會中獎,我們就可以確定在玩家選擇的門中獎的前提下,主持人打開的門不中獎的概率:
P(1-B|A) = P(1-B) = 1
那么,我們就可以計算并得出在主持人打開的門不中獎的前提下,玩家第一次選擇的門中獎的概率:
P(A|1-B) = (1 X 1/3)/1 = 1/3
那玩家換門后中獎的概率怎么來呢?其概率我們可以表達為在主持人打開的門不中獎的前提下,玩家第一次選擇的門也不中獎的概率:
P換 = 1 - P(A|1-B) = 2/3
由此我們可以得出,玩家選擇換門中獎的概率比不換門中獎的概率要大。