Vyvracíme mýty o ruletě: zákon velkých čísel funguje jinak, než čekáte

aktualizováno 
Často se lidé ve svém porozumění pravděpodobnosti odkazují na tzv. „zákon velkých čísel“. Čím více opakování, tím více se bude reálný průměr blížit k teoretickému průměru. Ale lidé často chápou zákon naruby.

Zákon velkých čísel (ilustrační foto) | foto: Profimedia.cz

V diskuzi o ruletě jsme se setkali s omylem, který si zasluhuje podrobnější pozornost. Ukazuje totiž, proč jsou lidé schopni věřit zdánlivě logickým, ale ve skutečnosti mylným závěrům.

Mýtus: Když padne vícekrát červená, musí pak začít více padat černá, jinak by došlo k narušení pravděpodobnosti podle zákona velkých čísel.

Realita: Pravděpodobnost jevu se dá pozorovat a měřit a opakované měření vede k přesnějšímu odhadu této pravděpodobnosti. To ale neznamená, že se mince nebo ruleta „snaží vyrovnat své předchozí anomálie“.

Zákon velkých čísel

Jde o matematický koncept, respektive tvrzení, které říká, že posloupnost náhodných veličin bude konvergovat k jejich teoretickému průměru. Tedy například čím vícekrát hodíme mincí, tím více se bude celkový poměr padlých panen a orlů blížit 0,5.

Je důležité si uvědomit, že zákon velkých čísel se týká „velkého počtu pokusů“. Nelze tedy vyvozovat závěry na základě několika pokusů či omezeného vzorku pozorování.

A co na to všechno „zákon velkých čísel“? Někteří diskutující nás i sebe zkoušeli přesvědčit o tom, že je rozdíl mezi statistickým a pravděpodobnostním pohledem: „Z hlediska pravděpodobnosti sice ruleta žádnou paměť nemá, ale z hlediska statistiky ano. Statisticky vzato totiž musí vycházet počet černých a červených čísel 1:1. Pokud určím začátek na první černou a ta po sobě padne desetkrát, tak je ten poměr 10:0, což do určité míry té statistice odporuje a ten poměr se musí v dalších hodech nějak vyrovnat. Minimálně by měla padat víc červená, jinak s ruletou není něco v pořádku.“

Externí obrázek

Grafická demonstrace zákona velkých čísel. Nahoře vidíme tzv. Brownův pohyb jedné molekuly. Je náhodný a nevidíme prakticky žádnou pravidelnost. Uprostřed vidíme desítky molekul. Na spodním obrázku vidíme statisíce molekul, a přestože pohyb jednotlivých molekul je stále náhodný, dohromady lze popsat průběh rozpouštění látek s velkou přesností.

Omyly jsou zde minimálně dva. Jednak čtenář předpokládá, že ruletě nějak záleží na tom, jestli padá černá nebo červená. Samozřejmě nezáleží, ruleta nemá vůli ani paměť. A za druhé je zde omyl s tím „odporováním statistice“. Statistika rozhodně neříká, že poměr červené a černé (když zanedbáme nulu či nuly) bude vždy přesně jedna k jedné. Zjednodušeně můžeme pouze říci, že čím více hodů budeme analyzovat, tím větší je šance, že se poměr bude k 50 % blížit.

Zákon velkých čísel ale není žádný „vymahatelný“ zákon, je to spíše užitečná poučka, která říká, že čím vícekrát nějaké měření stejného jevu opakujeme, tím větší je šance, že naše pozorování není anomálie. Stále ale pracujeme s pravděpodobnostmi, takže zákon velkých čísel nemluví o žádné jistotě.

Spočítání pravděpodobnosti není předpovídání budoucnosti

Vraťme se ještě jednou k naší férové minci. Tentokrát si s ní hodíme osmkrát a zaznamenáme popořadě všechny výsledky. Vyjde nám jedna z následujících možností:

Všech 256 možnosti výsledků osmi hodů mincí (Panna/Orel)

Všech 256 možnosti výsledků osmi hodů mincí (Panna/Orel)

Jak už víme, každá z těchto možností má stejnou šanci. Pokud ale rozepíšeme jednotlivé variace podle kombinace počtu panen a orlů, dostaneme pěkně souměrný rozpis:

KombinacePočet kombinacíŠance
jenom panny10,39 %
1 panna, 7 orlů83,13 %
2 panny, 6 orlů2810,94 %
3 panny, 5 orlů5621,88 %
4 panny, 4 orli7027,34 %
5 panen, 3 orli5621,88 %
6 panen, 2 orli2810,94 %
7 panen, 1 orel83,13 %
jenom orlové10,39 %

Je tedy vidět, že pravděpodobnost řady osmi panen je velmi malá (1/256), protože je to pouze jedna z možností. Zato šance, že bude z osmi pokusů přesně půlka orel a půlka panna, je více než čtvrtinová (70/256).

WolframAlpha usnadňuje počítání s pravděpodobnostmi

WolframAlpha usnadňuje počítání s pravděpodobnostmi

I když počet pokusů stoupá, nepatrně při tom klesá šance, že bude podíl panen a orlů přesně vyrovnaný. Je tedy evidentní, že zákon velkých čísel neříká, že se „vesmír postará o dokonalou vyváženost“, ale spíše ukazuje, že „čím více opakování, tím menší šance, že naměříte jen extrémy“, v tomto případě jen orly nebo jen panny.

Dalším způsobem, jak demonstrovat zákon velkých čísel, je vizualizovat si výsledky hodů mincí. Následující graf ukazuje, jak vypadá sto hodů deseti mincemi. Každá čára znázorňuje dosavadní podíl orlů na té dané minci:

Zákon velkých čísel - když se podíváme na deset různých sekvencí stovky hodů...

Zákon velkých čísel - ilustrace

Je vidět, že čím déle házíme, tím spíše se podíl blíží 0,5, což odpovídá teoretické pravděpodobnosti orla (50 %). A pokud se podíváme na všechny řady a jejich průměr (například v tomto interaktivním grafu), je zřejmé, že čím více měření, tím více se blížíme k 0,5. To je zákon velkých čísel v praxi.

Průměr všech řad je znázorněn tlustou modrou čarou. Při přejetí myší nad grafem můžete zobrazit konkrétní hodnoty. Zdrojová data jsou zde.

Tím jsme si osvěžili některé základní zákony pravděpodobnosti:

  • výsledek každého hodu mincí nebo tah (spin) v ruletě je nezávislý na těch předchozích
  • každá jednotlivá variace výsledků má stejnou šanci jako jakákoli jiná

Nyní se tedy již můžeme podívat na nejznámější mýtus, který z hráčského paradoxu vychází: systém sázení zvaný Martingale.

Pokračování článku: Proč nefunguje systém sázení

Nenechte se ožebračit: Vyvracíme mýty a omyly o ruletě

Článek jsme rozdělili do pěti kapitol

  1. Řada stejných barev není výjimečná událost
    Základní úvod do problematiky, základy pravděpodobnosti a video vysvětlující, proč je každá variace stejně pravděpodobná
  2. Když padla řada červených, vsaďte na černou?
    Jeden z nejčastějších omylů, ke kterému nás svádí naše představa o zákonitostech pravděpodobnosti
  3. Zákon velkých čísel znamená něco jiného, než si myslíte? (právě čtete)
    Pravděpodobnost je obtížně pochopitelný koncept. Jeden z užitečných pohledů nabízí tzv. „zákon velkých čísel“, který je ale často nepochopen
  4. Funguje systém na zaručenou výhru v ruletě? Vyzkoušejte si bez rizika
    Tzv. Martingale, neboli dvojnásobení sázek při prohře, prý zaručí výhru v ruletě, když budete trpěliví. Vyzkoušejte si, že je tomu právě naopak
  5. Nenaleťte internetovým „boháčům“, kteří tvrdí, že vydělali na ruletě
    Přestože systém Martingale nefunguje, stále se najdou vykukové, kteří vám jej budou chtít dát zadarmo. Ale vezmou si peníze jinde. Pozor na ně!
Autor:

50. výročí přistání na Měsící

Americký kosmický let Apollo 11 splnil svoji misi 20. července 1969. Na povrch Měsíce jako první člověk vstoupil velitel posádky Neil Armstrong. Doprovázel jej Edwin "Buzz" Aldrin, zatímco Michael Collins zůstal na palubě vesmírné lodi.

Téma Apollo 11 v článcích Technet.cz:
O čem si povídali kosmonauti Apolla 11. Poslechněte si tisíce hodin „ticha“
Co kdyby Apollo 11 zůstalo na Měsíci? Pohřbili by je přes rádio zaživa
Vlajky na Měsíci stále stojí. Podívejte se na důkaz ze sondy LRO

Nejčtenější

Chyběl necelý metr. Parašutisté nekopali v kryptě obležené nacisty marně

Radarový průzkum krypty v únoru 2019

Po 77 letech od atentátu na Heydricha se podařilo prokázat existenci průchozí stoky před kostelem sv. Cyrila a Metoděje...

Samé otázky. Vědci pronikli do neznámých prostor u hrobky zpovědníka krále

Podle jasně čitelného letopočtu na papírku se vzkazem od dělníků, kteří...

Skupina historiků a dalších odborníků v přímém přenosu vyzvedává schránu s ostatky králova zpovědníka Jindřicha...

Zelené peklo Normandie. Problém odhalených spodků vyřešil seržant Culin

Digitálně kolorovaná dobová fotografie lehkého tanku M5 Stuart s improvizovanou...

Během detailního plánovaní vylodění v Normandii a prvních fází následného postupu do nitra Francie se zapomnělo na...

Některé nejlevnější notebooky nedoporučí ani výrobce. Vyzkoušeli jsme je

Test nejlevnějších notebooků

Na rčení „nejsem tak bohatý, abych kupoval levné věci“ zákazníci často zapomínají. Otestovali jsme proto šest levných...

Odstartovala nejsilnější raketa světa. Nese desítky satelitů a plachetnici

SpaceX poslala do vesmíru Falcon Heavy 25.6.2019 v 8:30 našeho času. Na palubě...

V úterý 25. června ráno v 8:30 našeho času znovu odstartovala nejsilnější raketa současnosti, Falcon Heavy. Vynesla...

Další z rubriky

„Psí oči“ nejsou náhoda, ale dílo evoluce. Psi si na ně vyvinuli svaly

Pes (ilustrační foto)

Ten nevinný pohled zná každý. Když upře čtyřnohý přítel na svého pána „psí oči“, vzbudí to širokou škálu emocí....

Po Číně Rusko? Další vědec chce provádět dědičné úpravy DNA u dětí

Enzym CRISPR (zeleně a červeně) se připojuje k dvojité šroubovici DNA (fialová...

Ruský vědec Denis Rebrikov údajně připravuje experiment, v jehož rámci by došlo k dědičnému přepisu DNA nenarozených...

Místo vody se řekou valila láva. Výbuch, který pomohl spustit revoluci

Pohled do středu jednoho ze sopečných kuželů vzniklých na přibližně 27...

V roce 1783 na Islandu vybuchla sopka Laki, která významně proměnila směřování lidské společnosti. Jedovaté plyny,...

Akční letáky
Akční letáky

Všechny akční letáky na jednom místě!

Najdete na iDNES.cz