正文 第7章 將軍勝算的概率(1 / 2)

唐朝詩人岑參的詩,多描寫邊塞風光和戰爭景象。但他的《趙將軍歌》卻攝下了塞外軍營中的另一個側麵:九月天山風似刀,城南獵馬縮寒毛。

將軍縱博場場勝,賭得單於貂鼠袍。

九月的天山已是隆冬季節,像刀一樣的北風刮來,讓人感到陣陣刺骨的嚴寒,在城南狩獵的軍馬凍得渾身的毛都卷縮在一起了。唐王朝派來戍邊的將軍和少數民族的首領單於卻在一起縱情地賭博。將軍場場獲勝,把單於珍貴的貂鼠皮袍也贏來了。詩中充滿著歡樂的氣氛,反映他們豪爽的性格,也說明這時邊境和平安定,各民族互相友好。

詩中沒有提到將軍們是通過什麼方式進行賭博的,大概總與“城南獵馬”有關。談到用馬來賭博,人們很自然地會想到田忌賽馬的故事。

齊王經常和他的大臣田忌賽馬,雙方各有上、中、下馬三匹,每場比賽三匹馬各賽一次,每次輸贏都是一千金賭注。田忌的馬較之齊王的馬略有遜色,處於劣勢。田忌的上馬不敵齊王的上馬,但勝過齊王的中馬和下馬;田忌的中馬不敵齊王的上馬和中馬,但勝過齊王的下馬。開始田忌總是用自己的上馬對齊王的上馬,用自己的中馬對齊王的中馬,用自己的下馬對齊王的下馬,因而屢戰屢敗。後來田忌的謀士孫臏分析了各種可能的對策,便向田忌獻策:以下馬對齊王的上馬;以上馬對齊王的中馬;以中馬對齊王的下馬。結果田忌兩勝一負,反而贏得一千金。

後人便常常用這個例子來說明正確決策的重要。但是,田忌的謀略能夠奏效必須有一個必要的前提:即田忌在賽前就知道齊王三匹馬出場的次序,而且可以自由安排自己的馬出場的次序。如果沒有這個前提,田忌的策略仍然是沒有用的。從概率的觀點看,田忌獲勝的機會是很少的。

如果雙方的馬出場的次序是在互相保密的情況下預先決定的,中途不許更改。或者用抽簽之類的辦法決定。那麼,比賽的結果就會出現6種可能的情況。將齊王贏一千金記為1,輸一千金記為-1,則6種可能的結果如下表所示:123456(上,上)(上,中)(上,中)(上,下)(上,上)(上,上)(中,中)(中,上)(中,下)(中,中)(中,下)(中,上)(下,下)(下,下)(下,上)(下,上)(下,中)(下,中)31111-1

由此表看出,6種可能的結果中,有5種都是齊王獲勝,而且有一種情況還可能贏得3千金。田忌隻有一種結果可以獲勝,除此之外,別無它法。

因此,齊王獲勝的概率為56,田忌獲勝的概率隻有16。齊王贏的數期期望是:E=3×16+1×16+(-1)×16=1

即齊王有希望在一場比賽中贏得一千金。

賭博活動中包含深刻的數學問題,應用數學的一個重要分支概率論,就是從研究賭博中的一些問題發展起來的。

現在我們討論另一個由賭徒提出的數學問題:甲、乙兩名運動員進行馬術比賽,比賽采用五局三勝製,即誰先贏三局者為勝。勝者即獲得預先設置的全部獎金,負者則一無所得。在比賽進行了三局後,因與雙方運動員無關的客觀原因,比賽無法再繼續下去,裁判宣布終止比賽。三局之中甲勝2局,乙勝1局。問這筆獎金如何分配才合理?

這個問題的原型是17世紀中葉,由法國一個名叫德·梅萊的賭徒向數學家帕斯卡提出的。當時一個叫巴巧羅的人認為這個問題很簡單,甲應得資金的23乙應得13。因為共賽3局,勝兩局的得23,勝一局的13,表麵看來,這樣分配也還公平合理。但當時就有一個名叫加爾達諾的人提出異議,他認為這樣分配不合理,因為沒有考慮兩個運動員取得全部獎金所必須再贏的局數,而這肯定與獎金的分配有關。由於當時數學發展的水平所限,概率論這個數學分支還沒有建立,究竟是怎樣一個有關法,反對者本人也說不出一個道理,但還是引起了一些數學家的興趣。帕斯卡、費馬等數學家都分別給出了一些正確的解法。