valószínűségszámítási abszurdja

Részlet  Székely  J. Gábor  "Paradoxonok  a véletlen matematikájában" című kötetéből

"Az ész természetéhez tartozik,
hogy a dolgokat nem mint véletleneket,
hanem mint szükségszerűeket szemléli"
(Spinoza: Etika, II. rész, 44. tétel)

 

 

 

 

 

 


Lewis Carroll
Harry Furniss rajza

 

 

 

A villámparadoxonok sorát valószínűség számítási abszurdokkal, falláciákkal zárjuk, olyan feladatokkal, amelyekre helytelen megoldást adunk, az eredmények nyilvánvaló képtelenségek, de talán nem mindenki számára nyilvánvaló, hogy a megoldásban hol a hiba. Mind az irodalomban, mind a matematikában az abszurd nagy kedvelője volt Lewis Carroll (eredeti nevén Charles Dodgson), a leghíresebb angol gyerekkönyv: az Alice Csodaországban szerzője. (Nicolae Balota Abszurd irodalom című művében Carrollt a modern abszurd első számú előfutárának tekinti.) Carroll élete utolsó tíz évében erősen vonzódott a matematikai abszurd felé [utalhatunk a Curiosa Mathematica (1888) gyűjteményére vagy a Mind folyóirat 1895. áprilisi számában közölt cikkére]. Pillow Problems [Kedvenc feladatok] (1894) című művében a következő abszurd olvasható.

    Egy zsákban két zseton van, mind a kettő vagy piros vagy fehér. Találjuk ki a zsetonok színét, anélkül, hogy megnéznénk azokat. Carroll szerint a helyes felelet mindenképpen a következő: az egyik piros, a másik fehér; indokolása így hangzott. Ha a zsákban két piros (P) és egy (F) zseton volna, akkor 2/3 valószínűséggel húznánk a zsákból pirosat, és ennek a fordítottja is igaz: csak akkor 2/3 a P húzásának valószínűsége, ha a zsákban két P és egy F zseton van. Tegyünk az eredetileg két zsetont tartalmazó zsákba még egy P zsetont. Ekkor a zsákban négy egyenlő esélyű (1/4 valószínűségű) zsetonösszetétel lehetséges: PPP, PFP, PPF, PFF. Ha az első a tényleges helyzet, akkor 1 valószínűséggel húzunk P-t, a második és harmadik esetben 2/3 valószínűséggel, az utolsó esetben pedig 1/3 valószínűséggel. Ezek szerint a P húzásának a valószínűsége: 1 × 1/4 + 2/3 × 1/4 + 2/3 × 1/4 + 1/3 × 1/4 = 2/3, ami az előbbiek szerint csak úgy lehetséges, ha a zsákban két P és egy F zseton van, tehát a P zseton hozzátétele előtt csak egy P és egy F lehetett a zsákban. A most kapott eredmény nyilvánvaló képtelenség, valahol tehát hibás a "levezetés". Ennek a hibának a megkeresését az olvasóra bízzuk. (Biztatásul egy Lewis Carroll idézet: "Tudom, hogy képtelenséget beszélek … és emiatt nincs miért sírnom.")

 

 

 

 

 

megoldás
(Csáki Péter)

 

 

 

Carroll levezetésében az első mondat szerint P húzásának valószínűsége akkor és csak akkor 2/3, ha a zsákban két P és egy F zseton van. Ez az állítás adott zsetonösszetételre vonatkozik, azaz a PPP, PFP, PPF és PFF összetételek közül a két középsőre. (Ezek feltételes valószínűségek arra a feltételre nézve, hogy a zsetonösszetétel adott.) Ezek után Carroll kiszámítja a P húzásának abszolút (feltétel nélküli) valószínűségét (amely összetételre való tekintet nélkül érvényes). Ez "véletlenül" szintén 2/3, ennek ellenére nem tévesztendő össze az első mondatban szereplő feltételes valószínűségekkel. Ezért az azokra történő hivatkozás hibás.