確率の理解を探る 3囚人問題とその周辺
なぜ人は確率の問題(それもベイズの定理を使った問題)を間違えてしまうのか、タイトルにある「3囚人問題」などを題材に緻密に考えてゆく認知科学の専門書。3囚人問題とは、以下の問題である。
3人の囚人A,B,Cがいる。うち一人が釈放され、2人が処刑されることが分かっている。誰が釈放されるか知っている看守に対し、Aは、「BとCのうち、少なくとも一人が釈放されるのは確実なのだから、2人のうち釈放される1人の名前を教えてくれても私についての情報を教えることにはならないだろう。1人を教えてくれないか」と頼んだ。看守は「Bが処刑されるよ」と答えた。Aは、これで自分が助かる確率は1/3から1/2に増えた、と考えた。Aの推論は正しいのか。
Aの推論は間違っていて、正解は、ベイズの定理から、1/3である。この問題はまだ易しいが、A,B,Cが釈放される事前確率がそれぞれ1/4、1/4、1/2という場合だと、Bが処刑されるという情報を知ったあとでは、釈放される確率は1/5と減少してしまうのだ。
私が理解しにくかったのは、この3囚人問題の変形の「3ドア問題」。「クイズ番組等で、A,B,Cの3つの選択肢が与えられ、いずれかが正解である。司会者は、回答者が答え(例えばA)を選んだあと、回答者が選ばなかった2つの選択肢(BとC)のうち、誤答の方を明らかにし(例えばC)、回答者はここで、もう一度選びなおすチャンスを与えられる。このとき、選びなおす方が得か?」。私は何となく、選び直しても直さなくても正解率は同じかと思っていた(多くの人がそう考える)。しかし実際には、選びなおす方が、確率が高くなるのだ(上記の例だと、AよりBの方が正解の確率が大きい)。これを納得するのに、割と時間がかかった。
