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完美博弈:拉斯维加斯的概率论、混沌理论与行为科学

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作者:[美] 亚当·库哈尔斯基 Adam Kucharski

出版社:中信出版社

出版时间:2018年05月

ISBN:9787508686189

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编辑推荐

1. 港片《赌神》一样扣人心弦的科学故事集!衣冠楚楚的男子捏着纸牌手心冒汗,几个年轻人伪装成赌徒在拉斯维加斯小心地算牌……这不是《赌神》系列电影,而是冯•诺依曼等大科学家们的故事!

 

2. 赌博与科学有怎样的纠葛?扑克游戏、轮盘赌、“21点”……正是它们孕育了概率论、氢弹等现代科学!一群不相信运气的聪明人,他们流连拉斯维加斯、赛马场甚至*站,用“不务正业”的方式建立了人类重要的知识,并且改变了我们的思维方式、决策方式!

 

3. 每个关心未来的人,都不该错过这本书!如今大热的人工智能技术,它的起源也是牌桌!科学家已经预测了太多“不可预测”的事件,还有多少被认为是“随机、不可预测”的事物,将会被预测?赌场里故事,将会如何引导未来?

 

4. 简明易懂,薄薄二百多页的小书,带你入门博弈论、混沌理论、行为科学!作者库哈尔斯基既是剑桥学霸,又是幽默的科普作家,他把数字背后的逻辑变成一个个小故事,引人入胜。

 

5. 热血又励志!谁说“庄家总是赢家”?“赌徒科学家”偏要赢过庄家,他们用聪明才智与“运气”战斗,探索一场“人定胜天”的大赌局!这场战斗如同传奇,荡气回肠。

 

 

内容简介

赌博如何影响了科学?这本扣人心弦的小书会告诉你概率论、博弈论等科学的前世今生。

 

走进赌场,赌徒祈求上天赐给自己一次好运,而科学家不信“好运”,只信科学。1979年,麻省理工学院的学生组织了一门课程,专门研究“21点”的游戏策略,后来这个团队赢取了令人眼红的大笔钞票。他们靠的当然不是运气,而是统计学、博弈论、概率论、风险评估以及权衡选择之道。

 

如果你把这些“科学赌徒”的故事当作不务正业、雕虫小技,那么你将与人类过去、未来中的重要知识擦肩而过:色子游戏促使费马和帕斯卡建立概率论,扑克游戏激发了冯•诺依曼和阿兰•图灵的灵感,单人纸牌游戏帮助斯塔尼斯拉夫•乌拉姆研制出氢弹……混沌理论、行为心理学和机器学习等领域,在牌桌上萌芽,并向未来生长——是的,人工智能也是牌桌博弈的果实。

 

在拉斯维加斯的赌桌、香港的赛马场、世界角角落落的*站,一些被称为“赌徒”的科学家在探索着一场“成事在人”的赌局。他们以科学为剑,与运气战斗,并以科学之光照耀我们。

书摘 · 插画

作者简介

亚当•库哈尔斯基(Adam Kucharski)

科学家、科普作家。他出生于1986年,毕业于英国知名研究型大学华威大学,并在剑桥大学获得博士学位。他发表的论文课题广泛,从统计学到社会行为都有涉猎。他也是一位出色的科普作家,曾获得“威康信托基金会科学写作奖”,并持续为新锐科普杂志《*》,知名媒体《BBC聚焦》《连线》,以及老牌科学期刊《科学美国人》等媒体撰稿。现居英国伦敦。

引言

2009 年6 月,一家英国报纸刊载了埃略特• 肖特(ElliottShort)的故事,他曾是一位操盘手,经他交易的赛马赌注超过2000万英镑。他拥有一辆专人驾驶的奔驰轿车,办公室位于伦敦骑士桥区,经常出入城市里的酒吧俱乐部。据报道,肖特的制胜策略非常简单:他从不投注夺标热门的马。因为排名第—的马不一定总赢得比赛,借此方法他有可能发大财。凭借该投注策略,肖特在英国一些赛事上获得了丰厚的回报。

 

但这个故事并非完全真实,为什么肖特声称在切尔滕汉姆以及爱斯科获取的丰厚赌金从未在获利排行榜中取得名次?他游说投资者投入大量资金,却将这些钱挥霍在旅游和彻夜狂欢上。终于,在投资者的质疑声中,肖特锒铛入狱。此案于2013 年4 月开庭审判,肖特被认定犯有9 项欺诈罪,被判入狱服刑5 年。

 

或许有人对卷入其中的人数之多感到惊讶,但不得不承认构建一个完mei投注系统的想法很有诱惑力。在投机游戏中取胜的故事打破了传统观念中赌场不可战胜的神话,同时意味着投机类游戏存在缺陷,头脑足够聪明的人能发现并利用这些缺陷。可以用公式推导出看似随机的事情,掌握这些公式就能掌控命运!这种想法的确令人心动。因为只要有游戏存在,人们就会想方设法地在游戏中取胜。但是,探寻完mei赌局的历史不仅影响了赌徒们,还彻底改变了我们对运气的认识。

 

18 世纪,首台轮盘赌机出现在巴黎的赌场里。不久,赌徒们就开始探求一套新的投注策略,于是涌现出大量的方法。这些方法的名字很吸引人,不过成功的概率却极低。其中的一个方法是“诀窍”,它是由用于酒吧游戏的一套策略发展而来,有人谣传这种方法十分简单。随着“诀窍”的名声不断扩大,它在当地赌徒中的流行程度令人难以置信。

 

“诀窍”策略包含将赌注放在黑色或红色格子的决策过程。在此过程中,颜色并不重要,赌注才是关键。赌徒在输了一次之后,下一次投入上次赌注的双倍。如果赌徒终于选择正确的颜色,他不仅能赢回之前输的所有赌注,还能额外获得等同于第—次投注额的利润。

 

乍一看,这套策略似乎完mei无缺。实际上它有一个致命缺陷:有时还没等到选对的那一次,赌徒的钱就已经亏光了。如果赌徒采用“诀窍”,他开始可能会赢得少量收益,但长久来看负债是必然的。尽管“诀窍”非常流行,但是没人能靠它发家致富。“它像灵魂一样难以捉摸”,作家大仲马如是评价。

 

这项策略之所以能持续吸引众多赌徒,原因之一就是从数学角度看它是完mei的。记录下你押注的总额以及你可能赢得的总额,你会发现总是你赢得比赛。不过在现实中,这种计算的缺陷便暴露无遗。理论上,“诀窍”似乎能得到很好的结果,但实际上它是令人失望的。

 

在赌博的时候,理解游戏背后的原理至关重要,但是在人们还没有发现这些原理之前,情况又是怎样的呢?在文艺复兴时期,有一个名为吉罗拉莫• 卡尔达诺(Gerolamo Cardano)的贪婪赌徒,在挥霍完继承的遗产后,他决定通过赌博致富。对卡尔达诺而言,这意味着需要计算随机事件发生的概率。

 

我们现在熟知的概率在卡尔达诺时代还未出现。当时还没有关于随机事件的相关定律,没有关于某件事情可能发生的相关规则。如果有人在掷骰子的游戏中掷出两次六点,人们会简单地认为这只是运气好而已。在玩游戏的时候,没人知道应该下多少注才是“合理”的。

 

卡尔达诺是首位发现可以使用数学方法对这些游戏进行分析的人。他认识到如果想遨游概率世界,就得清楚它的边界在哪里。因此,他要考虑所有可能的结果,然后集中精力研究感兴趣的几个。例如,虽然两个骰子共有36 种不同的组合,但是只有一种方法能得到两个六点。他解决了如何处理多重随机事件的问题,推导出“卡尔达诺公式”,用于计算重复性游戏的获胜概率。

 

在玩卡牌游戏时,智慧并不是卡尔达诺的唯—武器,他还随身携带一把匕首,虽然并不愿意使用它。1525 年,卡尔达诺在威尼斯玩卡牌时发现对手作弊,他说:“发现对方在卡牌上做记号后,我便怒不可遏地用匕首在他脸上划了一刀,虽然伤口并不深。”

 

在随后的几十年里,其他研究者逐渐揭开概率的神秘面纱。应意大利一个贵族组织的要求,伽利略研究了为什么在掷骰子的时候,有些点数组合出现的次数比其他的组合多。天文学家约翰尼斯•开普勒(Johannes Kepler)也从研究星体运动的工作中抽出时间撰写了一篇关于骰子和赌博背后原理的短文。

 

1645 年,法国作家安托万• 贡博(Antoine Gomband)提出了一个与赌博相关的问题。此后,概率论作为一门科学,开始飞速发展。他提出的问题是:以下两件事情,哪一件发生的可能性更大?

 

其一是掷单个骰子四次,出现一次六点;其二是掷两个骰子二十四次,出现两次六点。贡博认为这两件事发生的可能性是一样的,但无法证明。为此,他写信给他的数学家朋友——布莱士•帕斯卡(Blaise Pascal),询问事实是否真的如他所想的那样。

 

为了解决这个问题,帕斯卡向皮埃尔• 德• 费马(Pierre de Fermat)寻求帮助。费马是一位富有的律师,同时也是一位数学家。

 

他们一起基于卡尔达诺之前研究随机性的工作,逐步确定了一些关于概率的基本定律,其中许多新概念成为概率论的基石。此外,帕斯卡和费马还定义了“期望值”的概念,用于衡量参与某项游戏的平均获利水平。他们的研究成果表明贡博的想法是错误的:掷单个骰子四次出现一次六点的可能性比掷两个骰子二十四次出现两次六点的可能性大。不过,正是由于贡博提出的赌博难题,数学家们才获得一套全新的数学理论。因此,数学家理查德•爱泼斯坦(Richard Epstein)说:“赌徒们可以理直气壮地宣称他们是概率论之父。”

 

赌注不仅帮助研究者理解它在纯数学领域的价值,还揭示了我们在现实生活中如何做出决定。丹尼尔• 伯努利(DanielBernoulli)在18 世纪就想知道人们为什么更愿意选择低风险的赌注,而不愿意选择理论上能获利更多的高风险赌注。如果预期收益不是促成人们做出金融决定的原因,那么什么才是呢?

 

伯努利采用“期望效用”解释这个赌注难题,他认为决定钱的价值的因素是人们已经有了多少钱。例如,一枚硬币对穷人比对富人更有价值。正如研究员加布里埃尔•克拉默(Gabriel Cramer)所说:“数学家根据数量确定金钱的价值,而聪明的人则根据他们如何使用金钱来确定。”

 

事实证明,这种观念的影响力非常大,期望效用的概念甚至支持起整个保险产业。多数人宁愿为可预测的东西买单,甚至愿意为此冒着需要付出更多金钱的风险。期望决定我们是否购买一份保险合同,如果某种东西价值不大,我们便不愿意为其投保。

 

通过接下来几章的介绍,我们将揭示赌博如何持续影响科学思维(从博弈论、统计学到混沌理论、人工智能)的发展。或许人们不应该对科学与赌博相互交织感到意外,因为赌博是通往概率世界的窗户。它们告诉人们如何平衡风险和收益,以及为什么随着环境的改变,人们对事物价值的评估会不同。它们帮助人们理解我们如何做出决定,以及我们怎么做才能控制运气的影响。赌博涉及数学、心理学、经济学和物理学等学科,它自然成为对随机事件感兴趣的研究者们的关注焦点。

 

科学与赌博之间的关系不仅使研究者受益,赌徒也越来越多地用科学理念开拓新的赌博策略。在多数情况下,这些概念经历如下的完整循环:对赌博感兴趣的学者提出初始的概念,然后赌徒尝试实现这些新概念,希望以此击败庄家。

 

20 世纪40 年代末,物理学家理查德• 费曼(RichardFeynman)第—次来到拉斯维加斯。他在赌场玩了多个游戏后,逐渐明白自己能赢得多少(更确切地说,是输掉多少)金钱。他认为掷骰子游戏虽然不能赚钱,但是也不会输太多:每赌1 美元,平均会输掉1.4美分,当然这是经过许多次尝试后得到的期望值。费曼的运气确实不怎么样,他很快就输掉了5 美元,这足以使他彻底失去对赌博的兴趣。

 

尽管如此,费曼在接下来数年里还是多次到拉斯维加斯旅行,他特别喜欢与歌舞女郎聊天。在一次旅行中,他与一位名为玛里琳(Marilyn)的女郎共进午餐。席间,玛里琳指着一位正穿过草坪的男士说:“他的名字是尼克• 丹得罗斯(Nick Dandolos),一个有名的职业赌徒。”费曼顿时感到迷惑了:自己已经计算出赌场中每个游戏的胜率,为什么尼克能持续赢到钱呢?

 

玛里琳招呼尼克来到桌前,费曼连忙问他怎样做到依靠赌博谋生?尼克回答说:“我只在出现对我有利的胜率时才下注。”费曼并不理解他的意思,胜率怎么可能对某些人有利?

 

尼克对费曼和盘托出他成功背后的真正奥秘。他说:“我并不是在赌桌上直接下注,我只把赌注下在赌桌旁迷信幸运数字的人身上。”尼克知道赌场庄家占有优势,因此他只与新手打赌。他与采用“诀窍”策略的巴黎赌徒不一样,他理解了这些游戏,更理解了玩游戏的人。他不仅超越了“谁会让他输钱”这种简单的策略,还找到一种让胜率偏向自己的方法。计算出幸运数字还不是棘手的地方,真正的难点是如何将知识转变成有效的策略。虽然天才通常比爱冒险的人少得多,但是多年以来,有关具有冒险精神的人士成功运用赌博策略的故事仍不绝于耳。这其中既有财团成功利用彩票漏洞的传言,又有团队利用存在缺陷的轮盘赌博桌牟利的报道,还有一些数学专业的学者通过算牌发了点小财的故事。

 

然而近年来,一些更加复杂的概念超越了这些技术。从统计学家预测体育赛事的比分到智能算法的发明者击败纸牌游戏玩家,人们在寻找新方法挑战赌场庄家和经纪人。但问题是,哪些人能将科学知识转化为金钱呢?或许更重要的问题是,他们的策略来自何处?

 

获胜事迹的报道往往关注赌徒是谁,或者他们赢得了多少钱。科学的赌博方法被当作数学魔术,记者们不报道其中重要的理念,也不关心背后的理论,但我们应该对这些魔术如何运行感兴趣。

 

受赌博影响而开辟科学研究新领域的历史由来已久,赌博还让人们更加深入地理解运气和决策。这些方法也渗入了更广阔的社会领域(从科技界到金融界)。如果我们能揭秘这些流行的投注策略的内部运行机制,我们就能发现科学方法如何持续改变我们对运气的认识。

 

赌博是一条生产各种奇特想法的流水线,从简单的到复杂的,从大胆创新的到荒谬可笑的,都可能出现在这条流水线上。

 

综观全球,赌徒们一直在寻找可预测性的极限以及有序与无序的边界。他们中的一些人研究决策与比赛的微妙关系,另外一些人则着眼于人们行为中的怪异之处,从而探究人类智力的本质。通过分析一些成功的赌博策略,我们就能发现赌博是如何影响我们对运气的认识,以及人们该如何掌控运气。