
抛硬币不是五五开、头发越拔越快白……2023菠萝科学奖揭晓
手抛硬币的正反面概率不是五五开,头发越拔白得越快,逆风说话传得更远,每天多活动两小时不影响学习——近日,第十二届菠萝科学奖颁奖典礼在浙江温州举行,来自中国、美国、荷兰等科研团队的十项风趣幽默又不乏严谨的科研、科普成果获得了这个“向好奇心致敬”的奖项。
澎湃新闻(www.thepaper.cn)了解到,本届菠萝科学奖共设置数学奖、医学奖、发明奖、心理学奖、科学事件奖、科学插画奖、关心下一代奖、生物学奖、物理学奖、可持续奖十个奖项,褒奖“并无野心改变世界、但也不会被世界摧毁好奇心的人”。
颁奖现场
荷兰阿姆斯特丹大学弗兰蒂谢克·巴托斯等人获得数学奖。他和他的团队组织了一场抛硬币马拉松,48名师生用46种不同硬币,总共抛了350757次,通过详细记录每次开始和落下时硬币的朝向,得出结论:硬币往往会落在它抛起时的同侧,比例大约51:49。在如此大的样本之中,这已经是明显的偏差了。
医学奖获奖团队、纽约大学格罗斯曼医学院博士后孙祺等对“头发越拔白得越快”这个传闻产生兴趣。他们用两年时间,反复拔实验老鼠背上的毛。显微镜观察和基因研究发现:毛发反复被拔,毛囊内负责提供黑色素的干细胞难免“忙中出错”,日积月累就真的罢工了。这项研究揭示了毛发变白的机制之一。
华中科技大学材料科学与工程学院苏彬团队,凭借“不会挂壁的马桶”获得发明奖。团队从猪笼草的捕虫笼内壁的微结构中获取灵感,以塑料和特殊沙粒的混合物为原材料,3D打印出了尺寸为普通马桶 1/10 的马桶模型。在3D打印的过程中,激光将原材料烧结,把两种类型的固体压实和组合在一起,更重要的是这一过程会产生多孔结构,让润滑油不仅遍布整个马桶的表面,甚至渗透并储存在内部。迷你马桶通过了脏水、酸奶、蜂蜜、面糊和合成粪便的全方位考验,同时在被科学家们用砂纸刷了1000多次后,依然“片叶不沾身”。
据介绍,菠萝科学奖由浙江省科学技术协会支持,浙江省科技馆与果壳网共同打造,于2012年首次设立。奖项以“向好奇心致敬”为口号,奖励有想象力、有趣的科学研究成果,唤起人们对科学的好奇心和热情,被称为中国版的“搞笑诺贝尔奖”。
什么是臭名昭著的彼得斯抛硬币游戏
频繁做胜算概率高的事为何必然失败——“彼得斯抛硬币” 游戏告诉你为什么。
“彼得斯抛硬币”是一款魔术硬币游戏,如果你追求“大量参与者的平均值”,它看起来像一个积极的赌注,但如果你真的尝试了很多次,你会输得很惨。 发明彼得斯抛硬币的奥勒·彼得斯(Ole Peters)发布了一个模拟器,可以一下子看出该游戏的恐怖。
The infamous coin toss–Ergodicity economics
https://ergodicityeconomics.com/2023/07/28/the-infamous-coin-toss/
彼得斯抛硬币的规则如下:
・您的钱从$ 100开始
・扔硬币是正面的话可以追加持有金的50%
・扔硬币是背面的话会被没收40%的持有金
・游戏无论重复几次都可以
当你一眼看规则时,会想,“得到的百分比比没收的百分比大,所以如果继续多次,肯定会赚钱吧?” 通过操作下面的“ 回合次数为10次,变更参加人数的模拟器”,可以计算出当您实际尝试与“彼得斯抛硬币”时你的资金的变化。
https://coin-n.streamlit.app/
使用模拟器非常简单,只需向左或向右移动滑块以指定游戏中的人数,然后单击“Simulate(模拟)”。
一个玩家模拟的结果如下。 横轴是游戏的回合数,纵轴显示您持有的钱从最初的 100 美元增加了多少倍。 如果您检查资金的变化(蓝线),您会发现它在第 10轮中增加了近 10 倍。
当再次模拟时,这次我的钱减少到了约十分之一。
当有100名平均持有金额的参与者时的情况是这样的。 如果把人数指定为 100 名参与者,无论您单击“Simulate(模拟)”多少次,您的资金都会略有增加。
应该有很多人会想“如果取得100人的平均值会有好处的话,如果我继续参加话,钱一定会增加吧?”。打破这种幻想的是以下的“参加人数为1人,可变更回合次数的模拟器”。
https://coin-t.streamlit.app/
在滑块的左侧和右侧指定回合次数,然后单击“Simulate(模拟)”以绘制资金过变化的图表。
如果你玩了10个回合,你的资金将是正数或负数。
但是,随着回合数的增加,您的资金变为正值的频率会降低。 例如,当回合数设置为 250 次时,模拟结果如下所示。
500个回合数时的模拟结果如下。 我们拥有的资金金额已经比10兆分之一还少了。
很容易理解为什么更多的回合数会减少你的钱。 例如,如果您从 100 美元开始并在第一轮中输掉,100-100×0.4等于60美元。然后在第二轮获胜的情况下,持有的钱是60+60×0.5等于90美元。 换句话说,因为不能把一次的失败用一次的胜利来抵消,所以如果你继续玩玩胜败概率为50%的硬币游戏,你必输无疑。
彼得斯的抛硬币游戏是为了打破“遍历性(ergodicity)”而创建的游戏,其中“一个人的时间平均值”和“时间固定时一组的平均数”是相同的。 你可以在视频《TEDxGoodenoughCollege-Ole Peters-Time and Chance-YouTube》中看到彼得斯先生本人关于“用彼得斯的硬币抛抛打破遍历主义”的演讲。