扔硬币是将一组随机分为两组的一种公平方法吗?


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因此,我自己和叔叔都在争论一次硬币翻转是否真的是随机的。我认为这不是因为实际上硬币投掷者总是会操纵硬币,所以结果不是50/50,因此,作为在临床试验中分配组的随机化技术不是一个好的选择。但是他认为,抛硬币的微小缺陷是造成随机性的原因。因此,他然后假定了一种机器,该机器将永远能够抛弃一个公平的硬币,并使它落在头上,说实话,我只需要有人为我解决这个论点。扔硬币是将一组随机分为两组的一种公平方法吗?


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我认为这取决于硬币。如果它是公平的硬币,则该抛掷适合于分配组。
random_guy 2015年

感谢您的回复。我要说明的是,因为没有掷硬币的人可以说他们以一定的正面/反面机会抛掷硬币的概率为50/50,所以它并不是真正随机的。不确定我是否正确
googleplex101

Gelman等人(@random_guy)是否可以肯定地知道一件事,那就是它不依赖硬币(如果硬币的两面都不同)。写在上面,看我的答案。
蒂姆

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还要注意,通常您不想t want random assignment on patient-by-patient case but a random split. You don做8-2的学习而不是5-5的学习,因为您的硬币就是那样跌落的。
埃里克(Erik)2015年

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您的叔叔可能已经看过Persi Diaconis的投币机!
kjetil b halvorsen

Answers:


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是的,硬币翻转确实是随机过程。尽管可以加载模具以使其有利于某些结果,但您不能对硬币产生偏见(有关更多详细信息,请参阅《美国统计学家》发表的安德鲁·盖尔曼和德博拉·诺兰的论文)。您可以说抛硬币是确定性的过程,实际上您可以构建一个描述该过程的数学模型,但是其结果是随机的。若要了解更多有关抛硬币物理学的知识,请参见Santosh S. Venkatesh在Coursera.org 上的概率课程上的讲座,他在其中详细描述了抛硬币的动态,并提供了为什么它是真实随机的论点(表7),您也可以检查凯勒的论文《头脑的概率》以及Mahadevan和Hou Yong撰写的题为“ 概率,物理和抛硬币”的论文。这样的确定性过程可能是随机的,因为这是一种过程,其中初始参数(速度,角速度等)的微小变化会在结果中产生巨大差异,从而使其行为变得混乱(请参阅P. Diaconis的演讲)标题为“搜索随机性”)。

实际实验表明,硬币翻转到小数点后两位是公平的,并且一些研究表明,硬币翻转可能会略有偏差(请参见Diaconis,Holmes和Montgomery 的Coin Toss中的动态偏差Chance News论文40,000 硬币收益) D. Adolus 提出的关于动力偏差模糊证据)。Diaconis等。再现了其中一个实验的直方图,其中有103名学生每100次扔硬币(见下文)。

图由Diaconis等人复制。 纸

请注意,在现实生活中,人们会以不同的强度,以不同的高度投掷硬币,首先是将硬币以不同的角度握在手上,然后在不同的时间,以不同的方式捕捉它们,不同的大气条件等,这使得实际结果有所不同。如上图所示,在投掷硬币和投掷硬币之间。

正如A. DondaGlen_b所注意到的,Diaconis等人了一些例子,这些人学会了如何有目的地扔硬币来获得某些结果。设法建立了投币机可以抛硬币以达到特定结果的抛硬币。

这是否会使抛硬币不可靠?《华盛顿邮报》引述Diaconis等人的一位作者。纸:

我问福尔摩斯,是否应该消除用于足球等硬币倒装的方式,因为它们有偏见。答案是否定的,只要发起翻转的人不知道硬币将如何开始。在足球比赛中,抛掷者永远不会是召唤者。投掷者应该是裁判。但是,如果您既是呼叫者又是抛掷者,那将改变事情。知道抛硬币的偏向会给您带来优势,尽管这是很小的优势。

p=0.5多次投掷,单个硬币多个硬币等)和方法上的缺陷(例如,在罗宾的课堂案例中,学生在课外抛硬币,因此未监控他们是否认真遵循了说明)。

掷硬币实验的回顾

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但是请注意,在大多数现实生活中,您并不需要真实的随机值,而是对表现得像随机数的数字感兴趣。不管您是进行统计还是实施加密算法来加密数据,用于这些目的的都是伪随机数生成器,即确定性算法,其产生的输出很难与真实的随机值区分开。即使对于最先进的加密算法也足够了。

综上所述,该领域的研究得出的结果参差不齐,可以肯定的是,有很多因素会影响抛硬币。您的问题的答案是肯定的,抛硬币是随机的,因为它提供了足够的随机性以将其结果视为随机的。


布鲁诺·德·芬内蒂(Bruno de Finetti)的E. Borel在他的论文《概率论:关于概率论和科学价值的批判性论文》中的引言可以作为回答这个问题的座右铭:

“可以将已经被抛掷的硬币悬空后,以正面或反面进行下注,以便确定其运动。也可以在硬币落地后进行下注,其唯一条件是人们看不见什么东西。可能性不在于事件未定(从某种意义上或多或少的哲学意义上来说),而在于我们无法预测会发生什么可能性或不知道会发生什么可能性。”


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所述Numberphile认为相反。
A. Donda

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由于Persi Diaconis(以及其他)似乎可以随心所欲地举步维艰,因此认为不能偏向硬币的主张实际上完全失去了重点。一个人可以拿一枚普通的硬币(出于实际目的,我们可以将其视为对称的,因此可能被认为是“公平的”),并且几乎总是可以在硬币上实现特定的预期结果。也许您可能不会偏向硬币,但是您当然可以偏向于抛硬币的过程。
Glen_b-恢复莫妮卡2015年


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更新良好,+ 1。顺便说一句,Jaynes和Bretthorst在Ch。中对“真正的随机性”进行了非常好的讨论,其中包括“如何欺骗硬币并掷骰子”这一节。概率论 20 科学的逻辑被称为“'随机实验的物理学'”。
A. Donda

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@amoeba完成,致谢
蒂姆

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无论抛硬币有多公平,在临床试验中分配治疗方法都不是一种好方法。通过一次完美的抛硬币,所有受试者都可能会接受相同的治疗!尽管那是罕见的,但最终导致治疗的分配非常不平衡是很普遍的。

更好:随机排列受试者的顺序,对前半部分进行一种治疗,对另一半进行另一种治疗。或在n张卡片上写下治疗方法(一种治疗一半,另一种治疗一半),戴上帽子,随机洗一下,为每个受试者画一张卡片(当然这可以计算机化)。

底线:您想将受试者随机分配给治疗,而不是为每个受试者随机选择治疗。


道歉ping的道歉:关于Meta的建议,建议使[randomized-experiment]成为[random-allocation]标签的同义词(stats.meta.stackexchange.com/a/4651)。您在这个标签中有足够的声誉,可以在这里投票赞成该建议:stats.stackexchange.com/tags/random-allocation/synonyms-现在需要进行4次投票。如果您不同意该建议,请考虑对Meta进行评论以解释原因。我将很快删除此评论。干杯。
变形虫说恢复莫妮卡
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