修正的睡美人悖论

机器算法验证 贝叶斯 悖论
2022-03-11 05:55:46

考虑以下经典问题:

一些研究人员想让睡美人在星期天睡觉。根据公平硬币的秘密抛掷,他们将在周一(正面)或两次(第一次在周一,然后在周二再次)(反面)短暂唤醒她。每次醒来后,他们都会用一种让她忘记觉醒的药物让她重新入睡,最后她将在周三被唤醒,没有任何问题被问到,实验将结束。当她醒来时(周三之前——她会被告知是周三之前,但不是周一还是周二),睡美人应该在多大程度上相信抛硬币的结果是正面?

之前的帖子中(我借用并稍微修改了引文),whuber 令人信服地辩称,上述问题是模棱两可的,并给出了答案:13或者12, 和13成为更有趣的答案。我建议在尝试回复这篇文章之前阅读 whuber 的回复。

现在考虑以下修改,从2015 年的博客文章中借用:

周日睡觉前,睡美人以 3:2 的赔率打赌,硬币会正面朝上。(这在正面概率为 1/2 时对她有利,而在正面概率为 1/3 时对她不利)。她被告知,只要她醒来,她就有机会取消任何未完成的投注。后来她发现自己醒了,问她是否想取消任何未完成的赌注。她应该说是还是不是?(假设她无法获得任何外部随机性来帮助她选择)。她的最佳答案是否与“1/3 的硬币正面朝上的信念”相符?

修改版的问题是因为硬币是公平的,所以下注的期望值应该是312212>0. 但是当睡美人被唤醒时,根据 whbuer 的推理,她分配了一个概率13考虑到她是那个被唤醒的人,硬币即将出现正面。在这种情况下,期望值为313223<0,所以她应该取消赌注。然而,从直觉上看,赌注似乎没有任何改变。

在上面链接的博客文章中,睡美人的理由是,虽然她根据在星期三之前被唤醒而分配给硬币正面朝上的概率是13, 在星期三她将经历在星期三醒来的事件, 在这一点上, 在星期三醒来的正面朝上的概率将为12,所以她将赌注推迟到以后。

然而,既然睡美人早已经知道她最终会在周三醒来,那么这个论点是不是意味着最初的睡美人悖论的答案应该“道德上”是12而不是13? 你如何解决睡美人不应该取消赌注的直觉感觉和 whuber 对正面概率的推理之间的冲突,因为她是那个被唤醒的人13? 睡美人应该取消她的赌注吗?

1个回答

这种思路没有考虑到这样一个事实,即如果是反面并且她在周一取消了赌注,那么在周二再次取消赌注将无济于事。周二取消投注的好处取决于她周一做了什么。从睡美人的角度来看,当她醒来时,她应该在想“如果我取消赌注,从赌注的基线情景来看,我的预期收益是多少?” 换句话说,取消赌注和不取消赌注之间的预期差异是什么?(当然,这只是下注 EV 的负数,因为不下注的价值只是零。)

那么让我们来看看这三种情况:

案例 1 - 星期一正面:如果她取消赌注,她会输 3

案例 2 - 星期一尾巴:如果她取消赌注,她将获得 2

案例 3 - 星期二的尾巴:如果她取消了赌注,并且她没有在星期一取消赌注,她将获得 2。如果她取消了赌注,但她已经在星期一取消了赌注,那么什么都不会改变。

为了确定取消投注行动的预期收益,我们必须知道她在周二取消投注的情况下周一取消投注的概率,因为她从周二“取消投注”行动中获得的收益取决于此。然而,这个问题并没有足够具体地告诉我们。

我们可以做一个简化的假设。让我们假设她每次都做同样的事情,也就是说,她选择了一个策略“如果我醒来就这样做”。因此,如果她在星期二取消了赌注,那么她必然在星期一取消了赌注。因此,她在周二取消赌注的基线收益为零。那么她取消赌注的预期收益是313+213+013=13.

这与天真的方法形成对比,在这种方法中,周二取消赌注的预期收益等于周一在反面掷骰时的收益,在这种情况下,计算是(错误地)313+213+213=13.请注意,这只是您所写的从第三者的角度来看下注的 EV 的否定。取消赌注的预期收益是赌注预期值的负数。但是,这种预期收益天真地忽略了这样一个事实,即如果您在周一取消,周二取消将无济于事。当你不忽略这一点时,正如我上面所展示的,取消赌注的预期收益是负的。

因此,即使从第三者的角度来看,她也不应该取消赌注。