Unanimous Hats


Table of Contents

题目

一百名囚犯有机会通过以下游戏获得自由:在黑暗中,每人会被随机戴上一顶红帽或黑帽(抛硬币决定)。亮灯后,每个人能看到其他人的帽子颜色,但看不到自己的,且不能交流。每个人需要写下自己帽子的颜色,只有全部猜对才能获释。囚犯们可以事先商量策略。请问,如何最大化他们获胜的概率?

分析

每个人都能看到其他人的帽子颜色,但无法与他人交流。由于每个人的帽子是独立抛硬币决定的,所有帽子分布共有\(2^{100}\)种可能。若每个人只能独立猜测,则每个人猜对的概率为\(\frac{1}{2}\),全部猜对的概率为\(2^{-100}\),太小了。

但囚犯们可以事先约定如下策略:

  1. 约定“所有人都假设自己看到的帽子颜色总数(比如红帽数量)是偶数”,并据此推断自己的帽子颜色。
  2. 具体做法:每个人数一数自己看到的红帽数量。如果他看到的红帽数是偶数,就猜自己是黑帽;如果看到的是奇数,就猜自己是红帽。
  3. 这样一来,实际上只有当所有人头上红帽总数为偶数时,所有人都猜对(因为每个人的推断和实际一致);如果总数为奇数,则所有人都猜错。

因此,这种策略下,囚犯们全部猜对的概率为\(\frac{1}{2}\),比完全随机猜测高得多。

Next