도박사의 오류
도박사의 오류는 무작위 과정의 과거 결과가 다음 결과의 확률을 바꾼다는 믿음입니다. 자연스럽게 느껴지고, 많은 재산을 앗아 갔으며, 시행이 독립이라면 언제나 틀렸습니다.
독립 사건
한 사건의 결과를 알아도 다른 사건의 확률이 바뀌지 않으면, 두 사건은 독립입니다. 동전 던지기, 주사위 굴리기, 룰렛 돌리기는 독립입니다. 동전도 주사위도 룰렛 휠도 이전 결과를 기록하지 않습니다. 공정한 동전에서 1번부터 8번까지 앞면이 나왔을 때 9번째에 앞면이 나올 확률은 그냥 앞면이 나올 확률, 곧 ½입니다.
연속은 드물지만, 다음 던지기는 그렇지 않다
시작하기 전에 보면 앞면이 여덟 번 연속 나올 확률은 (½)⁸ = 1/256, 아홉 번 연속은 1/512입니다. 여덟에서 아홉으로 가는 한 걸음은 ½배, 즉 앞면이 한 번 더 나올 확률입니다. 이 오류는 작은 값인 연속 전체의 확률과, 연속이 이미 일어난 뒤 다음 던지기의 확률인 ½을 혼동합니다. '앞뒤뒤앞앞뒤앞뒤앞'처럼 아홉 번 던진 특정한 수열은 모두 앞면 아홉 번 연속과 정확히 똑같이 드뭅니다.
연속은 얼마나 자주 나타날까
긴 연속은 직관이 말하는 것보다 훨씬 흔합니다. 공정한 동전을 100번 던지면 앞면이나 뒷면의 최장 연속은 보통 6, 7, 8번이고, 5번 이상의 연속은 거의 모든 수열에 나타납니다. 무작위 수열을 적어 보라고 하면 사람들은 앞면과 뒷면을 너무 자주 바꾸고 긴 연속을 피합니다. 교사들이 지어낸 동전 던지기 숙제를 알아내는 방법 중 하나입니다.
몬테카를로, 1913년
1913년 8월 18일, 몬테카를로 카지노의 한 룰렛 테이블에서 공이 26번 연속으로 검은색에 떨어졌습니다. 연속이 길어질수록 사람들은 휠이 스스로 바로잡을 수밖에 없다고 확신하며 빨간색에 판돈을 쌓았습니다. 그래도 매번 빨간색이 나올 확률은 같았습니다. 37칸 중 18칸입니다. 그날 밤의 일 때문에 도박사의 오류는 몬테카를로의 오류라고도 불립니다.
큰 수의 법칙에는 기억이 필요 없다
동전이 보상하지 않는다면, 왜 앞면의 비율은 ½에 가까워질까요? 고정된 초과분이 희석되기 때문입니다. 20번 중 앞면이 10번 더 많으면 큰 편차지만, 백만 번 중 같은 10번은 보이지도 않습니다. 앞면과 뒷면의 차이는 보통 √N처럼 커지지만, √N/N이 작아지므로 비율은 수렴합니다. 평균의 법칙은 흔히 결과를 되돌려 놓는 힘으로 오해되지만, 실제로는 이 희석일 뿐입니다.
과거가 정말 중요할 때
시행이 독립이 아니면 이전 결과가 실제로 확률을 바꿉니다. 카드를 되돌려 놓지 않고 뽑으면 카드 묶음이 달라집니다. 빨간 카드가 많이 나온 뒤에는 검은 카드가 나올 가능성이 커집니다. 기울어진 룰렛 휠이나 지친 선수도 진짜 패턴을 만들 수 있습니다. 오류는 공정한 동전, 공정한 주사위, 복권 추첨처럼 의존성이 없는 곳에서 그런 의존성을 가정하는 것입니다.
PictorX에서 살펴보기
도박사의 오류 시뮬레이터를 열면 동전이 저절로 1초에 100번 던져집니다. 테이프에는 최근 결과가 나옵니다. 선택한 연속 길이 이상인 연속에는 음영이 들어가고, 그 바로 다음 던지기에는 같은 면이었는지 다른 면이었는지 알려 주는 색 고리가 붙습니다. '연속 뒤의 던지기만'을 켜면 그런 순간이 최신순으로 나열되고, 같았던 비율도 함께 표시됩니다. 그래프는 길이 1부터 10 이상까지의 연속에 대해 그 비율을 보여 주며, 50% 주변에 95% 오차 막대가 있습니다. 연속이 정한 길이에 이르면 알림이 그 사실을 알리고, 이어서 다음 결과를 보여 줍니다. 즐겨찾기 '느리게: 한 번씩 보기'는 1초에 두 번 던집니다. 동전을 클릭하면 직접 던질 수 있습니다.
자주 묻는 질문
도박사의 오류는 몬테카를로의 오류와 같은 건가요?
네. 두 번째 이름은 1913년 몬테카를로 카지노의 룰렛 게임에서 왔습니다. 그때 검은색이 26번 연속 나왔고, 빨간색에 건 사람들은 크게 잃었습니다.
동전은 앞면과 뒷면의 균형을 맞추나요?
비율로만 그렇습니다. 많이 던지면 앞면의 비율은 50%에 가까워지지만, 동전이 앞선 차이를 바로잡는 것은 아닙니다. 그 차이는 뒤따르는 던지기들에 희석될 뿐입니다.
앞면이 10번 연속 나올 확률은?
(½)¹⁰ = 1/1024입니다. 첫 던지기 전에 본 값입니다. 하지만 앞면이 아홉 번 나온 뒤에 열 번째가 앞면일 확률은 ½입니다.
역 도박사의 오류란 무엇인가요?
6이 두 개 나온 것처럼 드문 결과를 보고, 그전에 틀림없이 여러 번 굴렸을 거라고 결론짓는 것입니다. 한 번 굴려서 6이 두 개 나올 확률은 그것이 첫 번째든 천 번째든 같습니다.
앱은 왜 서로 겹치는 연속도 세나요?
모든 던지기가 그 주장을 새로 시험하는 것이기 때문입니다. 앞면 일곱 번 연속에서 5번째, 6번째, 7번째 앞면 뒤에는 모두 방금 앞면이 다섯 번 연속 나온 상태이고, 그 순간마다 다음 결과가 무엇일지를 묻게 됩니다.
시도해 볼 준비가 되셨나요?
브라우저에서 PictorX를 엽니다. 설치가 필요 없고 시작하는 데 신용 카드가 필요하지 않습니다.
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