二 囚徒的困惑
1
某监狱关押着甲乙丙三个囚徒。有一天他们被告知:狱方已在他们之间随机抽取一人执行死刑,剩下的两人将被无罪释放。
囚徒甲心里忐忑不安,悄悄向看守打听:乙和丙肯定有一人会被释放,能不能告诉他乙和丙当中哪一个会被释放呢?如果乙和丙同时获释,就请看守偷偷以投公平硬币的方式决定说乙或丙释放。
看守想了想,回答说:不错,他们当中有人会被释放,但我不能告诉你,因为这对你不利;一旦我告诉了你乙或者丙被释放,你自己被刑罚的可能就从1/3变成了1/2,这对你太不公平了。
甲听了迷惑不解。他知道看守所说似是而非,却又不知错在哪里。
聪明的读者能帮甲解惑吗?
2
假如甲是这样问看守的:乙是我的好朋友,请你告诉我,乙会被释放吗?
如果看守说:是的,乙的运气不错,要被释放了。
在这种情形下,甲受刑罚的概率是多少呢?
为方便起见,我们用(A,B,C)表示甲,乙,丙抽到的结果分别为A,B和C,比如(罚,放,放)就是甲受刑罚,乙和丙释放。这样就有三种可能的结果:(罚,放,放),(放,罚,放),(放,放,罚)。
现在知道乙释放,就是(罚,放,放)和(放,放,罚)二者之一发生了,而且二者是等可能的,这时甲受刑罚的概率的确变成了1/2,这或许就是看守的想法?
但是请注意,这个问题和原来的问题不是一回事。原来问题的答案是乙或丙,现在的答案则是放或罚。
3
我们用(A,B,C;D)表示甲,乙,丙的结果是A,B,C以及看守透露的是D释放。这时可能的结果是:(罚,放,放;乙),(罚,放,放;丙),(放,罚,放;丙)和(放,放,罚;乙)。
假如看守说乙要释放,就意味着可能结果是
(罚,放,放;乙)和(放,放,罚;乙)二者之一。但是现在两者不是等可能的,所以答案不是1/2。
(罚,放,放;乙)发生的概率是(1/3)(1/2)=1/6,(放,放,罚;乙)发生的概率是1/3,所以在看守告知乙被释放的条件下,甲受罚的概率是(1/6)/(1/6+1/3) = 1/3。
甲受罚的概率依旧是1/3,并未如看守所说变成了1/2。
4
假定看守已经知道乙将被释放。如果看守不是用扔硬币的方式,而是加进强烈的主观因素,在乙和丙同时获得释放的情况下总说乙释放,这样(罚,放,放;丙)就不可能出现了,于是只有下面三种可能:(罚,放,放;乙),(放,罚,放;丙)和(放,放,罚;乙)。这时看守说乙释放好像真的表明甲受罚的概率是1/2。
这岂不是说乙真能主观改变甲受罚的概率?
问题变得很有趣了……