ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยอัมสเตอร์ดัมรายงานถึงผลการทดสอบโยนเหรียญเพื่อดูผลหัวก้อยจากกลุ่มตัวอย่างผู้โยนเหรียญ 50 คน รวมโยนเหรียญไป 350,757 ครั้ง พบว่าความน่าจะเป็นที่เหรียญจะออกข้างเดียวกับตอนเริ่มต้น คิดเป็นความน่าจะเป็น 0.508 โดยมีช่วงความเชื่อมั่น (confidence interval) 95% ที่ 0.506-0.509
การทดลองอาศัยการสุ่มเลือกหน้าเหรียญตั้งต้นครึ่งๆ และดูผลของการโยนเหรียญแต่ละครั้งว่าจะออกหน้าใด โดยถ่ายวิดีโอการโยนเหรียญไว้ทั้งหมด
ก่อนหน้านี้เมื่อปี 2004 Persi Diaconis และทีมวิจัยจากสแตนฟอร์ดเคยวิเคราะห์ถึงกระบวนการโยนเหรียญ ไว้ว่ามีโอกาสที่ผลจะออกหน้าเดียวกับหน้าตั้งต้นมากกว่าหน้าตรงข้ามเพราะหน้าตั้งต้นนั้นสัมผัสอากาศและเกิดการ “แกว่ง” (wobble) เล็กน้อย ทำให้เวลาที่หน้าตั้งต้นจะหันขึ้นนานกว่าหน้าตรงข้าม Diaconis ทำนายไว้ว่าหน้าตั้งต้นจะมีความน่าจะเป็น 0.51 ซึ่งใกล้เคียงงานทดลองครั้งนี้มาก
ผลการโยนเหรียญแยกรายคนพบว่าแต่ละคนมีสัดส่วนต่างกัน มีผู้ร่วมทดลองจำนวนหนึ่งโยนเหรียญแล้วผลเอนเอียงไปทางตรงข้ามกับหน้าเหรียญเริ่มต้น แต่ส่วนมากเอนเอียงไปหน้าเดียวกัน ผู้ร่วมทดลองคนหนึ่งโยนเหรียญได้ผลหน้าเดียวกับหน้าเริ่มต้นถึง 60% งานวิจัยยอมรับจุดอ่อนอย่างหนึ่งคือผู้เข้าร่วมโยนเหรียญรู้จักงานของ Diaconis อยู่ก่อน ทำให้มีความเสี่ยงว่าผู้ร่วมทดลองอาจจะพยายามโยนเหรียญให้ออกหน้าเดิมเพื่อให้เป็นไปตามงานวิจัยนั้น
การสุ่มค่านับเป็นกระบวนการสำคัญในโลกของเรา เช่น การเลือกฝั่งเริ่มเสิร์ฟในเกมกีฬา, การจัดกรรมาธิการกฎหมายต่างๆ, ไปจนถึงการสร้างกุญแจเข้ารหัส ตัวสุ่มค่าที่ไม่สมบูรณ์สร้างช่องโหว่ให้ระบบต่างๆ ได้ อย่างไรก็ดี แม้ตัวสุ่มค่าบางตัวจะมีความเอนเอียงค่าบางอย่างไปบ้างแต่ก็สามารถใช้ซ้อนกับค่าอื่นๆ เพื่อให้การสุ่มสมบูรณ์ยิ่งขึ้น เช่น กรณีนี้หากมีตัวสุ่มอื่นที่ใช้สุ่มหน้าเหรียญเริ่มต้นก็จะทำให้ค่าสุดท้ายมีความเอนเอียงน้อยลง ในกรณีระบบคอมพิวเตอร์มักใช้ค่าสุ่มหลายแหล่ง และนำค่ามา XOR กันเพื่อให้ได้ค่าสุ่มคุณภาพสูง
ที่มา - ArXiV
ภาพคนถือเหรียญโดย jarmoluk
Comments
หัวข้อข่าว ตกคำว่า "ครั้ง" หลังจำนวน 350,757 ครับ
งงๆ กับที่บอกว่าออกหน้าเดียวกับตอนเริ่มต้น เกือบ 51%
เอ่อ… ก็เหรียญมีอยู่ 2 หน้า โอกาสที่ออกหน้าเดิม ก็ควรจะเป็นครึ่งหนึ่งอยู่แล้วไม่ใช่เหรอ?
~ HudchewMan's Station & @HudchewMan ~
บน sample size ที่มากขนาดนี้ ถ้าเป็นการสุ่มที่สมบูรณ์จริง ค่าควรจะใกล้ 50% กว่านี้ (หรือพูดอีกอย่างคือ 95% confidence interval ควรครอบคลุม 0.5000)
51% ไม่เท่ากับครึ่งหนึ่งครับ
ถ้าโยน 100 ครั้ง ออกหน้าเดียวกับหน้าเริ่มต้น 51 ครั้งเป็นเรื่องปกติ แต่ยิ่งโยนเยอะหากสุ่มสมบูรณ์ มันควรจะใกล้เคียงกับ 50.00000% มากๆ แต่ในข่าวมันออกมา 50.8% แปลว่ามันสุ่มไม่สมบูรณ์ครับ
ประมาณว่า
เราเอาเหรียญด้านหัว วางบนนิ้วโป้งที่พร้อมดีดเขาสันนิฐานว่า แรงต้านอากาศจะทำให้โอกาสออกหัวมากกว่าก้อย 51:49
จึงเป็นที่มาของการทดลองนี้
ส่วนตัวไม่แน่ใจ ถ้าตั้งค่า confidence ที่ 95%49/51 = 96.07 มันก็ยังไม่เกินรึเปล่า? 🤔
ในการทดลองมีเทียบสองอย่างด้วยครับ
โอกาสที่จะออกตรงกับก่อนดีดเหรียญ เอียงไปทาง 50.8% ถึงจะน้อยแต่ก็เบี่ยงออกมาอยู่
แต่โอกาสออกหัวหรือก้อยยังเป็น 50% ตรงตามความน่าจะเป็น(เพราะสุ่มหน้าเหรียญตั้งต้น)
ตอนโยนก็ตั้งเหรียญเอาไม่ได้เหรอ
จริงๆ แค่เหรียญสองด้านมีลายที่แตกต่างกัน ก็เป็นตัวแปรที่ทำให้ความน่าจะเป็นเทไปข้างใดข้างหนึ่งแล้ว
ทำไมจำนวนการทดลองต้องมีติ่งที่ 757 ครั้งอีกด้วยนะ...
Airbus A350, Boeing 757...
เพราะผู้ทดลองแต่ล่ะคนโยนจำนวนครั้งไม่เท่ากันน่ะครับคงจะมาโยนตามสะดวกน่ะครับบางคนโยนแค่ 1600 บางคนโยน 20000 แถมชื่อผู้เขียนยังเรียงตามจำนวนครั้งที่โยนอีก (โยนมากมีชื่อขึ้นก่อน)
ลองอ่านเพิ่มดูเหมือนจะได้ข้อมูลมาทั้งจาก 1) งานโปรเจคของนักศึกษา ป.ตรี 2) การจัดแข่งโยนเหรียญมาราธอน 12 ชั่วโมง 3) ทวีตหาคนมาช่วยโยน
เคยโยนเหรียญแบบดีดนิ้วโป้งเหรียญห้าบาทใหญ่ 10 ครั้งออกหน้าเดียว 10 ครั้งแค่กะน้ำหนักตอนดีดโยนกับระยะขึ้นแล้วลงมาเข้ามือให้ใกล้เคียงกันทุกครั้งโอกาสได้หน้าซ้ำจะสูงกว่าออกอีกหน้า
แล้วถ้าปั่นแบบปั่นแปะแทนล่ะ จะสุ่มสมบูรณ์ขึ้นไหม
เหรียญมีสองด้าน แต่ละด้านพิมพ์ลายนูนไม่เหมือนกัน ถ้าผ่าแบ่งครึ่งในแนวระนาบมวลจะไม่เท่ากันดังนั้นยังไงจุดศูนย์กลางมวลก็จะไม่ใช่ตรงกลางเป๊ะๆแน่ๆ
กรณีแบบนี้ เหรียญที่หมุนแบบปั่นแปะ จะล้มลงมาฝั่งเดียวซ้ำๆมากกว่าอีกฝั่งไหมนะ
ต้องแยกให้ออกระหว่างฟิสิกส์ กับสถิติ
โยนเหรียญลักษณะเดิม ความสูง ควางแรงเท่าเดิม มันก็ควรออกหน้าเดิม
ถ้าใครถนัดกะแรงนี้สั่งออกหัวหรือก้อยได้ด้วยซ้ำ
ผมเห็นคล้อยกับความเห็นนี้
เห็นด้วยกับความเห็นนี้นะครับ ความน่าจะเป็นมันก็แค่ทฤษฏีที่บอกโอกาสการเกิดขึ้น มันไม่มีกฎธรรมชาติที่บังคับให้มันต้องเป็นไปแบบนั้น
ถ้าเขียนโปรแกรมสุ่มง่าย ๆ ให้สุ่มจำนวนครั้งที่มากพอมันอาจจะเข้าใกล้ 50% ได้
แต่การโยนเหรียญจริง ๆ มันก็มีปัจจัยอื่น ๆ อีกเช่น วิธีการโยน น้ำหนัก แรงลม วัสดุรองรับ
อันนี้จริงนะ เมื่อก่อนตอนหัดเล่นกันกับเพื่อน บางคนเก่งๆออกหน้าที่ต้องการได้ 8/10 เลย นี่ขนาดเด็กๆเล่นกัน
"หน้าเหรียญตั้งต้น" หมายถึงอะไรครับ
หน้าเหรียญก่อนที่จะเริ่มดีดมั้งครับ (วางให้หัวหรือก้อยอยู่ด้านบน)
อยากให้ออก หัว หรือ ก้อย จริง ๆ กระซิบบอกผมได้นะครับ (ลงชื่อ เกาจิ้ง เซียนพนัน)
ถ้ารางวัลที่หนึ่งออก 350757 จริงด้วยจะยิ่งพีคสุดๆ