第五章共用一枚硬币
先看一种最简单的情况。假设助手还记着一条:“最喜欢蓝色。”你随手把它删了。这条和周六去哪儿毫无关系,删前删后,签盒一模一样。为了好算,再假设这个签盒很简单:助手只在公园和图书馆之间选,各占一半。
各占一半,一枚硬币就够了:正面去公园,反面去图书馆。
如果删前抛一次,删后再另抛一次,会怎样?四种组合机会相等:
| 删前 | 删后 | 变了吗 |
|---|---|---|
| 公园 | 公园 | 没变 |
| 公园 | 图书馆 | 变了 |
| 图书馆 | 公园 | 变了 |
| 图书馆 | 图书馆 | 没变 |
我们真的试了。祺乐和韵吉各拿一枚硬币,一个算删前,一个算删后,同时抛,抛了二十次。记下来的“变了”将近一半。
瀚林说:“二十次太少,跑一下。”写了几行程序,让电脑抛一万次,屏幕上“变了”的比例在一半上下。
分布一点没变,回答却有一半的机会变了。把这些变化都算作“删除造成的扰动”,显然不公平,它们全是因为两次用了不同的硬币。
那就让两次共用一枚硬币:抛一次,正面两边都去公园,反面两边都去图书馆。单看删前,公园和图书馆仍各占一半;单看删后,也一样。可是两边永远相同。瀚林把程序改成两边读同一次的结果,再跑一万次,“变了”一次也没有出现。
每一边自己的分布没有动,仍然有两种可能。我们只规定了两边一起出现的时候怎样对应。
把几张给定的表放进同一次抽签,安排它们怎样一起出现,数学里叫作耦合。它只有一个要求:每一边单独看,还得和原来的表一模一样。后面所有的构造,都是从这个办法出发的。
分布不同的时候
再删电影那一条。这回换一个更简单的假设,不用标准签盒:删前,助手在电影院和公园之间选,各占一半;删后,电影院没了,那一半给了图书馆,公园照旧。
| 去处 | 电影院(甲) | 公园(乙) | 图书馆(丙) |
|---|---|---|---|
| 删前 | |||
| 删后 |
两边都可能出现的只有公园。
如果两边各抛一枚硬币、互不相干地抽,和上面一样列出所有组合:删前是电影院或公园,删后是公园或图书馆,一共四种。按“删前|删后”的顺序写,是“电影院|公园”“电影院|图书馆”“公园|公园”“公园|图书馆”,机会都是 。只有“公园|公园”这一种两边相同,所以有 的机会,回答变了。(两件互不相干的事同时发生的机会,等于各自机会相乘:。列表数一数,得到的是同一个数。)
换一种安排。我们做一张“两栏的签”,每张签上同时写着删前和删后的去处,一共只有两种签,各占一半:
| 共同的签 | 删前 | 删后 |
|---|---|---|
| 第一种(机会 ) | 公园 | 公园 |
| 第二种(机会 ) | 电影院 | 图书馆 |
只看“删前”那一栏,电影院、公园各占一半,和原来的分布一样;只看“删后”那一栏,公园、图书馆各占一半,也一样。可是现在,只有第二种签上两栏不同,变化的机会从 降到了 。
还能更低吗?不能。两栏相同,只可能两栏都是公园;而每一栏是公园的机会都只有 ,所以两栏相同的机会最多 ,不同的机会至少 。这张两行的签已经是最好的安排。
两个名字
这一章的做法里,还有两样东西有专门的名字。
“边际”这个词听上去有点玄,其实就是“遮住别的栏以后剩下的那一栏”。在一张写满数字的表格里,把每一行加起来写在表格边上,“边际”最早就是这个意思。
回到周末。删“最喜欢蓝色”的时候,助手只要删前删后读同一枚硬币,回答一次也不用换。删电影那一条的时候,电影院在新的签盒里是零,原来去电影院的那一半非换不可,这是第三章里的第一个要求;原来去公园的那一半,一个都不用动。所以对这一对签盒,助手最好也只能做到一半的机会换地方。