以下「特首選舉」故事,純屬虛構,目的只為提出一條概率問題,說明這類問題很容易答錯。
特首選舉有甲、乙、丙三個候選人。人們都知道,中央政府已經暗中「欽點」了他們其中一人,只是不知道那是誰。三人獲欽點的機會均等,各自都是三分之一。
甲有一位朋友丁,是「接近中央政府的可靠消息人士」,知道誰獲得了中央欽點。甲向丁打聽。丁說:「對不起,我向中央政府作了莊嚴承諾,絕不會告訴任何候選人他是否已獲欽點。」
甲說:「你不用透露我是不是獲得欽點的候選人;我只是請你在其他兩個候選人當中,說出一個不獲欽點者的名字:假如乙獲欽點,你就說『丙』;假如丙獲欽點,你就說『乙』;假如獲欽點的是我,即乙、丙兩人都不獲欽點,那就請你在他們兩人中隨意選取一人,說出他的名字。可以嗎?」
丁想了一會,覺得這樣做也沒有違反自己對中央政府的承諾,便回答說:「好吧,我按你的要求告訴你一個名字:丙。」
甲收到這個訊息,心裏十分高興,想道:「現在我知道,丙無論如何是不獲欽點的了;獲得欽點的就是我和乙兩人之中的一人,所以我的機會已由原來的三分之一提高至二分之一!」
甲和乙是好朋友,於是甲第一時間跑去找乙,告訴他這個好消息。甲把他和丁的對話完完整整的給乙複述了,並說:「我和你現在各有一半機會獲得欽點了。」
乙聽了笑而不語,其實他心裏對二人的機會有另一種算法。
乙很有數學頭腦,而且對蒙提霍爾問題的答案十分熟悉。他想:「甲獲欽點的機會本來是三分之一。丁提供的訊息不會改變甲的機會,因為我和丙之間最少有一人不獲欽點,這是早已知道的;該人是我抑或是丙,跟甲獲欽點的機會無關。所以甲的機會和先前沒有分別,依然是三分之一。」
「可是,丁提供的訊息對我卻十分重要。我和丙兩人當中有一人獲欽點的機會,即甲不獲欽點的機會,是三分之二;現在知道丙不獲欽點,原來屬於我和丙兩人合起來的機會,便全歸我了。所以,我的機會已提高至三分之二,比甲高了一倍。」
甲、乙孰對孰錯?
假設某選區裏的選民有三分之一是40歲以下,三分之二是40歲或以上;民意調查顯示,40歲以下的選民有36%支持建制派,64%支持非建制派;40歲或以上的選民,有54%支持建制派,46%支持非建制派。在該選區裏隨意找一個支持建制派的選民,他是40歲以下的機會是多少?
為方便計算,可設選區裏有選民300人(這假設對計算結果沒有影響),即40歲以下的有100人,其中36%即36人支持建制派;40歲或以上的有200人,其中54%即108人支持建制派。即是說,支持建制派的選民合共有36+108=144人,其中40歲以下的佔了36人,即144的25%。由此可知,任意找一個支持建制派的選民,他是40歲以下的機會是25%。
這類問題叫「條件概率」。一般地,如果事件 A 及事件 B 同時發生的機會是x,而事件 B 發生的機會是 u,那已知事件 B 發生的條件下,事件 A 發生的機會是 x 除以 u。
至於「誰獲欽點」問題,可以用這個辦法去求解。甲獲欽點的機會是三分一;而倘若甲獲欽點,乙、丙二人有相等的機會被丁點名,即機會各為二分一。所以,甲獲欽點且丙被點名的機會是三分一的二分一,即六分一。把這比率叫 x。
乙獲欽點的機會也是三分一;但倘乙獲欽點,丙必被點名,所以乙獲欽點且丙被點名的機會仍是三分一。把這比率叫 y。
丙獲欽點的機會當然也是三分一,而倘若獲欽點的是丙,他就不會被點名,所以丙獲欽點且被點名的機會是0。把這叫 z。
丙在所有情況下被點名的機會就是x + y + z,等如二分一。把這叫 u。
現在已知丙被點名,所以甲獲欽點的機會是 x 除以 u,即三分一;乙獲欽點的機會是 y 除以 u,即三分二。
蒙提霍爾問題也是計算條件概率。把三道門分別叫 A、B 和 C,設遊戲者選擇了 A,然後主持人打開 C,顯示那裏沒有車。A有車的機會是三分一;倘 A 有車,主持人打開 B 或 C 的機會各為一半,所以 A 有車且主持人打開 C 的機會是六分一。倘 B 有車,主持人一定要打開 C,所以 B 有車且主持人打開 C 的機會是三分一。憑以上欽點問題相同的計算,得知 B 有車的機會是 A 的兩倍。
原刊於《AM730》,本社獲授權轉載。
(圖片:亞新社)
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