9-1 贝叶斯逆概率的悖论
在第5讲到第8讲中,我们更倾向于用哲学的角度来解释,作为概率性推理的贝叶斯推理,究竟有着怎样的理论结构。在本讲中,我会和大家谈一谈围绕着贝叶斯推理的一些悖论问题。
贝叶斯推理只是运用了大家所熟知的概率公式(高中阶段学习的知识),并不能说是一种很离奇的方法。但是,所运用到的先验概率带有主观性,从这个层面来讲,可以说贝叶斯推理能够实现一种处于数学和哲学边界线上的理论。这样说的证据是:如果在特殊设定中运用贝叶斯推理的话,便会得出与我们的常识和直觉截然相反的结果,就如同悖论一般。
因此,在本讲中会介绍关于贝叶斯推理的两个悖论,希望可以帮助大家站在与逆向思维的角度,来理解贝叶斯推理的内涵。
9-2 悖论① 蒙蒂霍尔问题
关于贝叶斯推理的悖论,最出名的当属蒙蒂霍尔问题,以下是问题设定。
蒙蒂霍尔问题
面前有A、B、C三道帘子。其中一道帘子后面停着一辆轿车作为奖品。你需要在这三道帘子中任选一道,如果揭开帘子,后面有轿车的话,那么轿车就归你所有了。而当你选择了A帘之后,主持人会从剩下的两道帘子中,选择B帘打开,而B帘后面并没有轿车。这时,主持人会问你:“现在只剩下你所选的A帘和尚未打开的C帘这两种选择了,那么现在你要不要改变主意呢?”这时,你认为该不该改变最初的选择呢?
这个问题源于美国的一个让现场观众参加游戏的电视节目,节目主持人的名字叫作蒙蒂霍尔。这就是“蒙蒂霍尔问题”“蒙蒂霍尔悖论”得名的由来,这个理由着实令人感到有些意外。
实际上,这个问题的正确答案是:应该选择换帘子。理由是,在C帘后面停有轿车的概率比A帘大。
但是,很多人对于上述观点表示了异议。他们认为,既然已经打开了一道帘子,那么,轿车肯定停在剩下的两道帘子其中之一的后面,而轿车停在这两道帘子其中之一的后面的概率是相同的。因此不管最终选择哪个,回答正确的概率都不会变。事实上,在美国,关于这个问题的答案的讨论,确实引发过一阵**。
关于上述“正确答案”,我们稍后再作讲解。接下来,先为大家介绍另一个悖论。
9-3 悖论② 三个囚犯的问题
接下来要介绍的三个囚犯的问题,和蒙蒂霍尔问题有着不同的版本。
三个囚犯的问题
艾伦、伯纳德、查尔斯三个囚犯,他们的名字简称为A、B、C。所有人都知道,这三人中,有两人要被处死,剩下一人被释放,但不知道被释放的会是谁。这时,艾伦对看守说:“反正三个人中有两人要被处死,所以伯纳德和查尔斯中两个人中,至少有一个是要被处死的。即使你告诉我这两人中谁要被处死,对我来说也没什么益处。那么,能不能请你告诉我,究竟谁要被处死呢?”看守听后,同意了艾伦的看法,于是告诉他:伯纳德将要被处死。艾伦听了这话,心中窃喜。因为艾伦是这样考虑的:在什么情况都不了解的时候,我被释放的概率是1/3;但现在,我知道了伯纳德要被处死,那么我和查尔斯之中,如果一方被处死,另一方肯定会被释放。这样一来,我被释放的概率就上升到了1/2。
现在我们可以了解到,三个囚犯问题和蒙蒂霍尔问题具有相同的结构。艾伦相当于A帘,伯纳德相当于B帘,查尔斯相当于C帘,而将要被释放的人则对应藏在帘子后面的轿车。看守人告知艾伦,伯纳德会被处死这一消息,则对应主持人打开B帘之后没有轿车这一信息。而A帘后面有轿车,则对应为艾伦要被释放的信息。