“抛硬币”一直是随机性的典型代名词。但早在18世纪以来,数学家们就怀疑,即使是公正的硬币也往往比另一面略微多着陆一些。然而,证明这微小的偏见,将需要成百上千次精细记载的硬币翻转,这使得实验室测试变得非常困难。

当前正在阿姆斯特丹大学攻读心理学研究方法博士的František Bartoš,在四年前对这个挑战产生了兴趣。起初,他无法招募到足够的志愿者一起研究这个课题。“没有人愿意傻到花一个又一个周末去抛硬币,”他说。但在开始他的博士学习后,他又试了一次,从六个国家招募了47名志愿者(其中许多是朋友和同学)。经过数个周末的抛硬币,包括一场长达12个小时的马拉松式会话后,团队完成了350,757次抛投,打破了之前40,000次的记录。

根据在arXiv.org上发布的预印本研究的结果,翻转后的硬币有50.8%的时间是与抛投前面朝上的一面相同。大量的投掷次数让统计学家可以得出结论:这几乎1%的偏差并非巧合。“在有了这组数据后,我们可以相当肯定抛硬币后存在偏差,”Bartoš说。

解释这种微妙优势的主要理论来源于斯坦福大学统计学家Persi Diaconis和他的同事们在2007年的一项物理研究,他们的计算预测了51%的同侧偏见。从硬币被抛入空中的那一刻起,它的全部轨迹——包括它着陆是正面还是反面——都可以用力学定律来计算。研究人员确定,空中的硬币不会围绕它们的对称轴旋转;相反,它们往往会偏心摆动,这导致它们在空中停留时,初次面“上”的一面更长时间处于顶部。

来自明尼苏达州圣托马斯大学的统计学家Amelia McNamara表示,对于日常决策来说,因为1%的偏差在只抛几次硬币时是感觉不到的,所以抛硬币仍然可以当作随机。她没有参与新的研究。不过,该研究的结论应该消除任何关于抛硬币轻微偏差的剩余疑虑。“这是支撑这一理论的很好的实证证据,”她说。

要防止这种偏差影响你的硬币投掷比赛并不难;在投掷前简单遮住硬币的起始位置就可以了。或者,你也可以通过在弯曲的手掌间晃动硬币来完全摒弃抛投动作。但是,如果你的朋友们并不知道这个微小的偏差,你大可以利用你微弱的优势。毕竟,51%的几率战胜了六副牌21点赌场的庄家优势。“如果你要我赌抛硬币,”Bartoš说,“我为什么不给自己一个1%的优势呢?”

本文译自 Scientific American,由 BALI 编辑发布。

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