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薛定谔的猫和三门难题
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薛定谔的猫和三门难题

dancingwolf
楼主 (文学城)

话说爱因斯坦、薛定谔和普朗克三人参加一个电视台游戏。他们三人面前各放着一只大盒子,其中一只盒子里有一百万美金,另外二个是空盒子。

此时,三人获得百万美金的概率各为1/3。

没等主持人说话,普朗克说到:对不起,我有个数学题没解开,我不玩了。

此刻,如果普朗克的盒子不打开,那么老爱和老薛的概率还是1/3。

如果,普朗克把自己的盒子送给爱因斯坦,老爱的概率将会增加1/3,变成2/3。

以上分析应该没有毛病,不同意的请举手。

有意思的来了:

老薛不高兴了: 老普不玩了,那就是弃权,凭什么把他的盒子给老爱?上帝起码会掷骰子来决定给谁吧?

主持人觉得有道理,于是随机从老爱前面拿走一只盒子。

如果盒子不打开,二人的概率回到1/3,无异议。

如果主持人把盒子打开,发现是一只空盒子,于是问二人:反正是一只空盒子,这下公平了吗?

老薛说,不行,他原来的概率是2/3,拿走一个空盒子还是2/3,我要和老爱换盒子!

老爱狡黠的一笑:老薛啊,亏你还发明了那只猫,连这个都搞不懂。老普那只盒子在打开之前,他的概率是0和1/3叠加,打开后,空盒子的概率归零,那原本的1/3 平分给了我俩,现在你的概率是1/2, 我的也是1/2,公平。

观众纷纷站队,有的站老爱这边,有的站老薛这边。

这时,有人刚刚打开电视,只看见俩人面前各放着一个盒子,自然都支持老爱。

这是否验证了量子力学中的观察者效应:被观察对象因为被观察而发生改变?

看官,您如何站队?

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walkman222
2 楼
这等同于主持人不知情的情况
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dancingwolf
3 楼
对,我想指出的正是

主持人完全随机行为或故意选择空盒子,结果会完全不同。

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walkman222
4 楼
主持人知不知情, 所得概率是不同的, 这是很有深意的

整理一下: A, B, C 3个盒子, 其中之一有钱.

你选A, 概率1/3.

主持人知情, 打开空盒B, C盒的概率是2/3

主持人不知情, 打开空盒B, C盒的概率是1/3 (或此时A, C都是1/2)

其深意在于, 主持人知情, 是一个信息, 它会影响概率. 即使我们不知道主持人所见到的, 我们也可以利用这个信息提高C的概率.

但是目前的概率定义没法利用这部分信息, 这不仅导致了此类问题的困惑, 关键是忽视了概率与信息的关系. 传统的概率重视条件概率, 其实条件概率的本质是条件所携的信息对概率的影响. 

如果能认识的这一点, 你就能很快地理解马尔科夫性质 ( 或条件独立 ):

对于A的概率P(A)来说, 如果条件C所携带的信息已经包括在条件B里, 那么P(A|B, C) = P(A|B), 此时称A与C在B条件下独立, 其意义就是C的信息对A没有进一步的影响(已经包含在B里了). 这是机器学习里常见的简化手段, 其作用是排除那些我们已经考虑到了的信息.

马尔科夫用一只跳来跳去”没有记忆”的青蛙来解释马尔科夫性质,他是天才,他的解释也只有天才才能懂.但如果你从信息对概率的作用看,就是青蛙下一次要往哪跳,这个概率只取决于它当前的信息, 它以前跳过的信息对它当前的决定没有影响.

如果能找到一个条件X,它包含了所有对A有影响的信息,这个X就是马尔科夫毯,此时A的概率就不会再改变了.

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JSL2023
5 楼
如果主持人打开的是百万盒子,老普要怎么办:)
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JSL2023
6 楼
主持人不知情 怎么保证开空盒?什么是相应的游戏规则,当主持人开出奖盒。
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dancingwolf
7 楼
不用那么复杂

主持人不知情,去除空盒B后,它原先所有的1/3概率被Ac平分,各为1/2

如果知情故意去除空盒,1/3概率全归C,AC概率分别为1/3,2/3

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dancingwolf
8 楼
所以这个问题的前提是主持人知道哪个是空盒(门),如果完全随机打开了空门

那么两边概率一样,换不换都无所谓

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JSL2023
9 楼
完全随机不保证打开空盒(门),需要相应的措施才能定义概率吧。比如平分:)
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金笔
10 楼
逻辑上有不自洽部分

三门游戏中,如果有一个以上参赛者,即有二位说三位参赛者,主持人是无法保证他能够永远打开一扇空门(或空盒子)滴!!

请再编一个哈哈哈

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t130152
11 楼
楼上,如果主持人随机打开老爱老普之一盒是空盒,老薛的赢面是2/3。

论证如下:

 

老爱与老普均为空盒的概率为1/3,只有一个空盒的概率为2/3,若主持人随机打开老爱与老普其中一盒为空,则按贝氏定理推断均为空盒的概率为1/2,一盒为空的概率亦为1/2。于是老爱老普两盒中仅一盒为空的概率为2/3·1/2 = 1/3!老薛有百万美金盒的概率是2/3!

 

同样,如果主持人随机打开两余下车羊门为羊门,则余下两门有车门的概率是 1/3:

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QualityWithoutName
12 楼
对,所谓条件概率中的条件,就是指新的信息,有了新的信息概率才会提高。主持人瞎选,显然无新的信息。
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QualityWithoutName
13 楼
这里的要点是主持人就是开门,不管里面有无大奖。这种情况下,重选增加不 了概率。
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QualityWithoutName
14 楼
这就是贝叶斯公式的精意。
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t130152
15 楼
试求主持人随机选取第一次空盒,放回重选第二次又得空盒,求二盒中一盒为空的概率。
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JSL2023
16 楼
可能说 知情与否是两个不同的游戏 更恰当:Monty 必须知情:)
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