Задача трёх дверей или парадокс Монти-Холла: интуитивно понятное объяснение
Оглавление: условия, объяснение, разбор популярных ошибок
Условия
Достаточно известна задача трёх дверей (парадокс Монти-Холла), о том, менять выбор или нет после убирание одного из вариантов. Напомню условия (из вики):
Представьте, что вы стали участником игры, в которой вам нужно выбрать одну из трёх дверей. За одной из дверей находится автомобиль, за двумя другими дверями — козы. Вы выбираете одну из дверей, например, номер 1, после этого ведущий, который знает, где находится автомобиль, а где — козы, открывает одну из оставшихся дверей, например, номер 3, за которой находится коза. После этого он спрашивает вас — не желаете ли вы изменить свой выбор и выбрать дверь номер 2? Увеличатся ли ваши шансы выиграть автомобиль, если вы примете предложение ведущего и измените свой выбор?
Классическое объяснение подразумевает перебор вариантов. Но хоть это решение правильно с точки зрения математики, но совершенно не подходит для понимания.
Также замечу, что я вообще отказался от нумерации дверей, чтобы не привязываться к номерам. Также почти не опираюсь на то, что дверей три, чтобы можно было использовать доказательство для любого количество дверей. ключевые понят
Объяснение
Чтобы понять в чём соль парадокса, требуется взглянуть на шоу с другой точки зрения.
Есть первый игрок, есть ведущий (который знает правильную дверь). Переименуем ведущего во второго игрока, который тоже хочет открыть дверь с машиной (что верно, ибо открыв машину, первый игрок проиграет и выиграет ведущий). И второй игрок (ведущий) выбирает дверь вторым (выбирает дверь, которую оставить закрытой), после первого игрока и очевидно не может выбрать дверь первого игрока. После хода обоих игроков открывают все невыбранные двери и предлагают первому игроку поменять выбор на дверь второго игрока.
Условия полностью идентичны, первый игрок выбрал дверь, ведущий (мысленно) выбрал какую дверь он оставит (и потом предложит поменять на неё игроку), ведущий открыл все остальные двери, ведущий предложил игроку поменяться дверьми.
А теперь по шагам и с расчётом вероятности:
Потом второй игрок точно выбирает дверь с машиной (100%, если её не выбрал первый игрок, то есть шанс 1 - 1/3 = 2/3).
Открывают все остальные невыбранные двери (в данном случае одну), которые очевидно пусты (машину либо угадал первый игрок, либо точно выбрал второй).
Итого, осталось две двери, одну которую выбрал первый игрок (случайно, 1/3) и вторую, которую выбрал второй игрок (ведущий, который знает где машина, 2/3). Вопрос, кто угадал вероятнее? Игрок, выбравший случайно или игрок-читер (ведущий), который только не мог выбрать дверь первого игрока?
Если понимать, что дверь, которую ведущий оставляет и на которую игроку предлагают сменить выбор не случайная, а специально задуманная ведущим, то парадокс становиться логичным и понятным.
Популярные ошибки
Дверей осталось две, так что шанс 50%.
Более формальная запись: так как дверей осталось две, машина либо за одной, либо за другой, следовательно вероятности 50/50.
Для понимания ошибки вспомним анекдот: Какова вероятность выйти из дома и встретить динозавра? 50/50, либо да, либо нет.
Логика из анекдота: вариантов ответа только 2, да или нет. Следовательно вероятность 50/50.
Ошибка состоит в том, что из того факта, что дверей две, не следует что вероятности одинаковы. Следует, что суммарная вероятность найти за ними машину 100%. Две двери имели бы вероятность 50/50 если бы были случайны (что не так).
В заблуждение приводит то рассуждение, что так как изначально двери были случайные (то есть шансы одинаковы), то и потом тоже случайные. Подобное заблуждение используют мошенники - кубик со смещённым центром тяжести. Так как вроде как вероятность любой грани 1/6, но на самом деле нет. Тут тоже цель убедить что всё равновероятно, но на самом деле нет.
Две двери, которые остаются, случайные, так что шанс 50/50 (Усложнение предыдущей ошибки)
Если две оставшиеся двери случайны, значит, что двери одинаковы. То есть на то, какие двери остались нет никаких условий (или условия одинаковы). Дверь, выбранная первым игроком, очевидно, случайна и никаких условий не имеет. Соответственно, дверь, которая осталась (которую оставил ведущий), тоже не имеет никаких ограничений. То есть выбрана случайно. То есть ведущий выбрал дверь которую оставить случайно и открыл оставшуюся (которая тоже получается случайно). То есть из рассуждений получается, все двери (которую выбрал игрок, которую открыл ведущи, которую ведущий оставил) случайные. То есть дверь, которую открыл ведущий, случайная. А значит там может оказаться машина (вероятность 1/3). Но по условиям задачи это не так, так как она ТОЧНО без машины.
Ещё раз, две двери, которые оставляют, не случайны, так как дверь, которую оставляет ведущий, не случайная, так как дверь, которую открывает ведущий, не случайная. А не случайная, так как она точно пуста (если бы она была случайная, она бы могла случайно оказаться с машиной).
Популярное заблуждение - утверждать что ведущий всегда открывает дверь 3. Берёт своё начало в пропуске слова "например" в задании, которое человек упустил из виду. Из-за этого в своих рассуждениях я вообще не использовал нумерацию дверей, а обозначал их как выбор первого игрока, выбор второго игрока (ведущего, дверь которую ведущий оставляет), остальные двери, которые открывают.