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裁判员抛硬币的做法公平吗?

已有 2647 次阅读 2024-2-6 10:30 |个人分类:随机过程|系统分类:科研笔记

在足球比赛前,裁判员往往会通过抛掷一枚硬币来决定哪个队先开球,因为大家都认为采用抛硬币来决定谁开球的规则是公平的。

为了证明这一点,人们搬出了《概率论》教科书中数学家做过的抛硬币试验。

数学家的抛硬币试验结果表明:当大量重复抛掷一枚硬币时,出现正面与反面的频率会稳定在常数 0.5附近,《概率论》教科书将这个常数定义为硬币正、反面出现的概率。

因此,人们就想当然地认为:裁判员抛出硬币后,硬币出现正面和反面的可能性(概率)均为0.5,采用抛硬币的做法是公平的。

事实上,数学家的抛硬币试验结果只表明:当抛硬币试验次数n足够大时,n个试验结果会呈现出50%正面朝上和50%反面朝上的统计分布规律,而不是指某一次硬币抛出后,正、反面出现的可能性也各为50%

随机现象的本质特征是大量随机试验结果具有确定性的统计规律,而单个随机试验结果是不确定的。

单个随机试验结果虽然是所有可能结果中的一个,但出现哪一个结果是完全随机的,毫无规律可言,无法预测

因此,裁判员抛出硬币后,我们虽然知道肯定会出现两种可能结果(正面、反面)中的某一个,但出现哪一个结果是完全随机的可能性是多少?只有上帝知道。

我们假设裁判员抛硬币的做法公平(正面和反面出现的概率均为0.5因此正面和反面出现的可能性完全相等也就是说,正面和反面会同时出现,这意味着一枚硬币被裁判员抛出后会一分为二,出现半个硬币正面向上和半个硬币反面向上的结果(图1

抛硬币.png

1 正面和反面出现的概率均为0.5

当足球裁判员抛出硬币后试验次数n=1),只可能有一种结果

如果是正面朝上,则正面出现的频率为1反面出现的频率为0表明正面出现的可能性要大于反面出现的可能性;

如果是反面朝上,则反面出现的频率为1正面出现的频率为0表明反面出现的可能性要大于正面出现的可能性。

因此,无论出现哪种结果都与正面和反面出现的可能性完全相等的假设矛盾,在逻辑上不能自洽,形成逻辑悖论。

总之,裁判员一次硬币的做法完全是听天由命,无法判断公平不公平。

  



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