经典的亮红灯问题

假设已知红灯亮的概率为70%,亮绿灯的概率为30%。如果猜对加1分,猜错扣1分。试问10次精彩竞猜中,猜多少次“红灯亮”才是最优策略?

一般人的感性认知是猜7次红灯亮,3次绿灯亮。
但实际上真正最优策略是10次全猜红灯。因为存在你猜红灯亮的时候偏偏绿灯亮了。那么绿灯亮的时候你猜的必定是红灯亮,直接双倍扣分。
猜10次数学期望是7*10-3*10 = 4

假设亮红灯的概率是P 亮绿灯的概率是(1-P)设X次猜测红灯亮 求数学期望

解:假设你总共猜了 X 次红灯亮,则期望得分 E_1 为:
E_1 = X * (P * 1 + (1 - P) * (-1))
E_1 = X * (2P - 1)
剩下的 10 - X 次猜绿灯亮,期望得分 E_2 为:
E_2 = (10 - X) * (P * (-1)+(1 - P)* 1)
E_2 = (10 - X) * (1 - 2P)
因此,总的期望得分 E 为 E_1 + E_2 :
E = X * (2P - 1) + (10 - X) * (1 - 2P)
E = X * (2P - 1) - (10 - X) * (2P - 1)
E = (2X - 10) * (2P - 1)

即总期望得分是 (2X - 10) * (2P - 1)

可以很容易得出以下结论。

只要X>5,期望就为正。且X=5时,数学期望为0。(5为总猜测次数一半)
容易推论出无论猜测多少次,只要一半猜红灯亮,一半猜绿灯亮。数学期望就是0。和红灯绿灯亮的概率无关。
如果只做单边交易,即猜红灯时,如果对了得一分,猜错扣一分。猜绿灯时跳过。那么期望就是E_1。
X是线性函数,若P>0.5。参与次数越多期望越大。反之,做的越多亏得越多。

应用

这个有什么用呢?
对于普通人来说,在牛市中,最佳的策略是全部猜测上涨并且买入后不动,(坚定的选红灯)。此时数学期望最大。而在熊市中则相反,坚定空仓的数学期望最大。一半时间看空,一半时间看多。你的胜率永远是50%。
任何分析后的额外操作,都只是为了获取超额利润,都有可能导致更加严重的亏损。

另一个相似的经典问题

在上一个问题中,假设红灯已经亮了7次,那么剩下3次应如何该猜”红灯亮”还是”绿灯亮”,才能让策略最优?

答案是仍然猜测红灯亮。因为红灯的概率依然是70%。红灯亮的概率依然远大于绿灯亮。用这个逻辑也可以得出永远选红灯亮是最优解。

7次连续红灯,第8次依然红灯看起来应该不可能。
跳出这个思维陷阱的关键是,每次亮灯都是相对独立的事件。相比较8次红灯亮,7次连续红灯从概率上讲就已经是一个极小概率事件了。但是他已从一个小概率事件成为了现实。那么就不应该再用概率去推测这件事是否应该发生,因为他已经发生了。

那么既然有这种例子的发生,概率似乎没有什么用,小概率的事件依然可以成为现实。依然可能出现100次都是红灯亮的极端情况。因为人类的局限性,我们无法用我们知道的过去确定的例子推测未来事件的走向。我们似乎无法通过总结过去,去预测未来。
那么概率存在么?
换句话说,如果出现100次都是红灯亮,必然在未来要出现30次绿灯亮的事件,这样才能证明总体概率是70%。如果不是这样,那么总体概率就不是70%。概率不存在。

我的解释是:
我认为概率是存在的。只不过人类的生命太过于短暂,你只能观测到有限的样本。过去和未来都不可知。在这个例子中,宇宙亮红灯,亮绿灯事件顺序是确定下来的,但顺序是打乱的,总体上是70%的红灯加30%的绿灯。那么你可能遇到了100次都是绿灯亮的时候,或者100次都是红灯的时候,但并不能证明整体的概率不是70%。

未来既定却不可预测……

应用

因为人类的局限性,我们无法用我们知道的过去确定的例子推测未来事件的走向。我们似乎无法通过总结过去,去预测未来。我们应当对我们的认知保持怀疑态度,我们必须从最基础最基础的原理出发探索真相,而不是从表象已发生事件出发。
保持谦虚,其实我们一无所知。

其他YY

有种方式可以增加预测成功率,虽然仅仅是逻辑上可以,操作上无法实现。
就像扑克牌记牌,已经出现了3张Ace,那么只可能再出现1张Ace。
如果是简单的2元问题,我们能从原理上判断出正负事件发生的概率(实际上我们不能),又能统计过去所有正发生的次数,那么正事件再次发生的可能性就会越来越低,负事件发生的概率就会越来越高。甚至如果我们能计算出现在事件发生概率(实际上我们不能)。结合概率的变化,我们能推测出事件的终结。

另一个YY
如果未来是无限的并不存在终结,即事件的发生是无穷多,那么1倍的无穷多和3倍的无穷多在数学上应该相等(等势),那为什么3倍的事件要发生的多呢?
对,没错。理论上应当是。那么一定存在一种力,我把它叫做命运之力。总是让3倍事件发生的多了。