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老虎悖论

王朝百科·作者佚名  2009-12-07  
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老虎悖论是博弈论中一个著名的逻辑悖论。

故事一名年轻人向公主求婚,国王提出了一个条件,对年轻人说:“这里有五扇门,其中一扇门里头会有老虎跳出来,但是你绝对料想不到是那一扇门”。年轻人想:门里头如果有老虎,你都先告诉我了,我怎么会料想不到?所以门后面一定没有老虎。

年轻人必须按次序打开五扇门,其中一扇门将会意料不到的出现一只老虎,年轻人打死了老虎就可以得到公主。然后年轻人站到门前开始了推理,假如前四扇我打开后都没有老虎,那老虎肯定在第五扇门中,而国王说过老虎在一扇意料不到的门中,所以老虎肯定不在第五扇门中,依次类推,老虎不存在,最后年轻人冒冒失失开始推门,结果老虎从第二扇门中跳了出来。

悖论分析这个推理错在哪里,就很明显了:为什么年轻人相信“会料想不到”,却不相信“有老虎”?

为什么问题改成“五扇门”之后,会变复杂?因为门后变得“可能有老虎,也可能没老虎”了。但无论如何,“如果年轻人的推理成立”,那么就算国王把老虎放在第五扇门后,也是“料想不到”,学者们争论的重点只在于:这个推理究竟错在第几步?

不同的主张主张错在第一步

如果第一步是正确的,那么后面几步为什么是错的?所以第一步就错了。

主张错在第二步

故事中的年轻人最后决定相信“没有老虎”。但,国王并不知道年轻人是否会这样,所以的确不可能把老虎放在第五扇门。如果年轻人决定相信“一定有老虎”,那么在前四扇门都没有老虎之后,第五扇门后的老虎的确就变成“可预料的”了。

既然老虎在第五扇门的话,它一定是“可预料的”,那么当你已经开了三扇空门时,情况是怎么样?我们可以试著写成逻辑式子:前提一、老虎不可预料。前提二、老虎如果在第五扇门时,可预料。前提三、老虎不在第五扇门时,就一定在第四扇门。前提四、老虎如果在第四扇门时,可预料。结论:前提互相矛盾。

请注意:这时的逻辑推理中,既然前题互相矛盾,必定有一个以上不成立,那么可能性就是以下四个其中之一、或是更多:

一、老虎可预料。

二、老虎如果在第五扇门时,不可预料。

三、老虎不在第五扇门时,也不一定在第四扇门。

四、老虎如果在第四扇门时,不可预料。

二和四自身是矛盾命题,不考虑,三会导致老虎变成薛定谔的猫,也就是既存在亦存在的状态(年轻人把老虎往前门推是错误的,因为前提中包含“已经开了三扇空门”)。所以可能性只有一个:老虎可预料。但若老虎可预料,那么显示国王说谎,如果国王可能说谎,那么老虎也真的有可能消失。

这时的正确结论是:国王一定说谎,但他的谎言可能是“老虎可预料”,却也可能是“根本没老虎”,年轻人只是偏心于一个可能性,结果帮国王圆谎罢了。

主张错在最后一步

如果“不可预料”并不是一种保证,而只意味“高几率”,“有老虎”才是保证,那么情况又整个改观。可以列成以下状况:

如果青年连猜五次“老虎不在”,则不可预料率100%,当然是最糟的状况。

如果青年连猜五次“老虎在”,这时应将不可预料率一样视为100%。假设国王随便放,因为平均猜错次数是两次,亦即猜错一次要加不可预料率50%才公平。

假设国王随便放,这时青年采用的策略有:

先两次不猜,再连续猜老虎在:成功率0、0、100、50、0,平均30最高分

先三次不猜,再连续猜老虎在:成功率0、0、0、100、50,平均也是30最高分

但以上两种高分解,前两扇门都是安全门,必须混合下列解答灵活运用

如果第一次就猜老虎在:成功率100、-50、-50、50、0,平均只有10分

如果第二次就猜老虎在:成功率0、100、50、0、-50,平均也有20分

为了便于计算,假设这四种策略年轻人都平均运用,综合以上,老虎放在不同门的平均不可预料率,75%、87.5%、75%、50%、100%

很明显了,这时国王的对应策略,如果把老虎放在失分最低的第五扇门,可能被年轻人豪赌赌中,所以把老虎放在失分次低的第二扇门会是最佳选择,只要把年轻人的猜中率压在20%以下,都可以毫无愧色说是有很高的不可预料率。

分析结果这只是一个初步的计算。更精确的计算请运用博弈论。

因此年轻人其实是错在最后一步:他应该从“老虎不存在”这个矛盾的结论,导出国王所谓的“不可预料”其实是指机率,再从机率上推测国王到底把老虎放在第几个门。

主张错在逻辑语意:一个科学事实,海森堡测不准原理可以用来反驳年轻人的推理。也就是说假设老虎在第五扇门后,当年轻人开了四扇门之后,如果质疑第五扇门后的老虎是“可预料的”,国王可以答辩说:“我说老虎不可预料,是在你开门之前”,意即开门(测量)这个动作改变了受测物的性质“不可预料”。如果预计国王会这样答辩,那么年轻人的五步推理全都是错的。但这种说法也有反对者,他们认为这种答辩虽有科学根据、但那要年轻人也有科学素养才能了解,否则国王会变成秀才遇到兵、有理说不清。

其他版本突击测验

老师宣布下星期一至星期五其中一日之中,会有一天举行突击测验。学生认为根本不存在突击测验。若假设直到星期四还未举行测验,那么星期五就会举行,那就不算突击,因此星期五不会举行。若星期三还未举行,而星期五又不会举行,星期四就会举行……如此类推,老师不可能进行突击测验。

 
 
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