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La paradoja de la Bella Durmiente y el tiro de dados
Ingresado el 1.VII.2010 en la categoría: General > Epistemología por Federico Pailos.

Así presenta José Luis Ferreira la Paradoja de la Bella Durmiente: “Vamos con la Bella Durmiente. Recordemos que se tiraba una moneda un domingo, antes de dormirse, si salía cara, se despertaba el lunes y se acababa la maldición. Si salía cruz, se despertaba el lunes, se volvía a dormir y luego se despertaba, amnésica, el martes. Así, la Bella Durmiente se despierta una vez tras cara y dos veces tras cruz. Como cara y cruz tienen la misma probabilidad, todos los despertares ocurren con la misma probabilidad. De otra manera, si hubiera 100 Bellas Durmientes, habría 50 despertares en lunes tras cara, 50 en lunes tras cruz y 50 en martes tras cruz. A cada Bella Durmiente se le pregunta por el día en que está tras cada despertar. Así, cada una sabe que tiene el doble de probabilidades de ser despertada tras cruz que tras cara. Las probabilidades que asignará a “cruz” serán 2/3 y a “cara” 1/3. De ahí se sigue que la probabilidad asignada a “lunes” será 2/3 y a “martes” 1/3”. (En http://todoloqueseaverdad.blogspot.com/2009/06/el-dormilon-y-la-bella-durmiente-van-de.html.) Si bien parece correcto pensar que la probabilidad asignada a que sea lunes sea de 2/3, y la probabilidad de que sea martes sea de 1/3, no termino de convencerme de que sea correcto asignar esas mismas probabilidades a que haya salido cara y a que haya salido cruz, tal como defiende Adam Elga en “Self-locating belief and the Sleeping Beauty problem”. Acaso parte de cómo pensemos el asunto descanse en el modo en que se nos presentan los datos.

Por caso, podemos hacer foco en la siguiente cuestión: cada vez que nos despertamos estamos en uno de tres estados. O salió cara, y es lunes [H1], o salió seca, y es lunes [T1], o salió seca, y es martes [T2]. Si sale cara, nos van a despertar una vez –se va a dar H1. Si salió cara, nos van a despertar dos veces –se va a dar tanto T1 como T2. Es decir, si somos una de las Bellas Durmientes despertadas, estamos en alguno de tres estados posibles –H1, T1 y T2. Todos ellos son igualmente probables. ¿Por qué? Porque la probabilidad de T2 es la misma que la de T1 (si se da uno, se da o se dio el otro). La probabilidad de cada uno de ellos, además, es la misma que la probabilidad de que haya salido seca. Ésta, a su vez, es la misma que la probabilidad de que haya salido cara, que es igual a la probabilidad de H1. Por tanto, la probabilidad de que salga cada uno de estos tres estados, una vez que somos despertados, es la misma, es decir, de 1/3. Como la probabilidad de estar despiertos es la misma de que salga cara, la probabilidad de que salga cara es de 1/3. Este enfoque acentúa el hecho de que estamos en uno de tres estados, todos igualmente probables.

Por otra parte, podríamos pensar el asunto haciendo foco en el tiro de la moneda. La probabilidad de que salga cara es la misma de la probabilidad de que salga seca, y en ambos casos es de 1/2. Como la probabilidad de H1 es la misma que la probabilidad de que salga cara, también va a ser de ½. Por otra parte, la probabilidad de T1, dado que salió seca, también es de ½ -si estoy despierto, y sé que salió seca, o estoy en T1 o estoy en T2. Como ambos estados parecen igualmente probables, la probabilidad de T1 dado que salió seca, es de ½. Pero como la propia probabilidad de que haya salido seca es de ½, la probabilidad de estar en T1 es de ¼. Como la probabilidad de T2 es la misma que la de T1, también va a ser de ¼.

Ahora bien, ¿cuál va a ser la probabilidad de que haya salido cara, dado que sé que estoy despierto, y que estoy en uno de tres estados posibles, etcétera? Bien, la respuesta va a depender de si el hecho de que esté despierto afecte o no la probabilidad de que haya salido cara. Digo, la respuesta va a depender de si la pregunta se parece más a la pregunta de (a) cuál va a ser la probabilidad de que salga cara, dado que el dado está cargado y, más o menos, 2/3 de las veces en que fue tirado salió seca, o si se parece más a la pregunta de (b) cuál va a ser la probabilidad de que salga cara, dado que Argentinos Juniors salió campeón del torneo argentino. La respuesta correcta a (a) parece ser: 1/3. La respuesta correcta a (b) parece ser: ½. ¿En qué afecta que Argentinos haya salido campeón a que haya salido cara? Bueno, uno podría pensar: lo afecta tanto como que ahora estoy despierto.

1/3 podría ser la respuesta razonable si supiera que estoy en uno de tres estados equiprobables, y no supiera en cuál estoy. Pero si uno supiera que esos estados no son equiprobables, ¿por qué pensar que 1/3 es la respuesta correcta? Y de hecho no lo son. O bien salió cara o bien salió seca. Si salió cara, la probabilidad de H1 es de 1, y la de T1 y T2, 0. Si salió seca, la probabilidad de H1 es de 0, y la de T1 y T2, 1/2. Y o bien salió cara, o bien salió seca. La probabilidad de H1, dado que salió o saldrá (podrías no saber si ya tiraron la moneda, o todavía no) cara o seca, es de ½. La probabilidad de cada Ti, dado que salió cara o salió seca, es de ¼. Así que, dada toda la información de que dispone la Bella Durmiente, la probabilidad de H1 sigue siendo de 0.5, contra la impresión que la primera presentación podría generar [P (salió cara o salió seca * H1) = ½)].

Y esto es razonable, al menos si uno cree que (i) lo que es razonable creer depende de lo que se sabe, o de lo que se cree plenamente, y que (ii) lo que uno sabe antes y después de ser despertado (dentro de los datos relevantes), es lo mismo. Y esto es así, porque uno sabía, incluso antes de dormirse, cuáles eran todos los datos de los que iba a disponer antes de dormirse. El propio Elga reconoce esto, solo que lo interpreta como un contraejemplo al principio de que lo que es razonable creer depende exclusivamente de lo que se sepa. Ahora bien, si Elga tiene razón, es falso que la probabilidad de que haya caído seca sea ½, y también es falso que lo que se deba creer quede completamente determinado por lo que uno sabe (o algún principio análogo). Ambos son puntos intuitivos a los que Elga cree que debemos renunciar. Ahora bien, si, por el contrario, la probabilidad que debemos atribuir a que salió cara es de 1/3, ¿a qué intuición fuerte debemos renunciar? A lo sumo, a que podemos estar en uno de tres estados, H1, T1 o T2, y que es igualmente probable que estemos en cualquiera de los tres. No estoy seguro de que sea una intuición de que estos tres estados son equiprobables. De cualquier modo, parece ser una intuición de menos peso que las otras dos, no solo juntas, sino también por separado. No creo que esto pruebe que Elga se equivoca, pero sí que la carga de la prueba sigue de su lado.

Por otra parte, una salida no explorada es cortar el vínculo estrecho entre que haya salido cara y que se esté en un estado H1. Acaso esto permita que la probabilidad subjetiva de que haya salido cara deba ser de ½, mientras que la probabilidad subjetiva de que se esté en H1 deba ser de 1/3. Pero para esto, habría de alguna manera que restarle importancia a un dato que cualquier Bella Durmiente tiene: que si la moneda sale cara, está en H1. Y no veo cómo esto pueda hacerse.

Comentarios (3).
Comentario: 1. La paradoja es mucho mas compleja de lo sugerido. Justamente, la dificultad con la respuesta citada, p(cara)=1/2, es quetambien nos deja en estado de perplejidad; pues viola lo se conoce un intuitivo principio ("Principal Principle") el cual dice que la probabilidad subjetiva de un evento futuro debe ser igual a las chances actuales. Supongamos, siguiendo a Elga, que el ejemplo cambia levemente: la bella durmiente es desperatada el lunes, le avisan que es lunes y recien ahi se tira la moneda y apartir del resultado-luego de ponerla nuevamente a dormir- la despiertan o no el martes. (incluso Lewis que argumenta a favor de 1/2 acepta la modificacion, dado que no afecta las probabilidades en discusion). Ahora, el lunes despertamos a la bella y le decimos que es lunes. Cual es la probabilidad que la asigna a cara con dicha informacion y en ese momento. Es largo de resumir pero de la axiomatico del calculo de probabilidades (vease Lewis 2001) se sigue que es 2/3. O sea, el lunes la bella durminte sabiendo que es lunes, asignar 2/3 la probabilidad de que en el futuro el lanzamiento de la moneda resulte en cara! Tambien se puede destacar que la analogia presentada ut supra (Argentinos Jrs) no es valida. Pues, la bella cuando es despertado puede descartas uno de los estados: es martes y salio cara (dado que estaria durmiendo), eso no se puede hacer con informacion sobre el partido de Argentino Juniors. (Una aclaracion pues creo que tal vez haya una malinterpretacion: la bella durmiente cree que cambiaron las chances de que salga cara dado que tiene cierta informacion (o en terminos de Bradley Monton, de que perdio tal informacin). No es que estima que las probabilidades de que salga cara si ahora tira una moneda son distintas al 50%)
por Pablo Di Paolo @ 1.VII.2010.
Comentario: 2.

Mi intuición básica es esta: no creo que la probabilidad que la Bella Durmiente deba asignar a que va a salir cara (o –para el caso es lo mismo- que va a salir ceca) deba ser diferente a ½. Ni antes de que la pongan a dormir, ni tampoco el Lunes, cuando, después de despertarla, le informan que (i) es Lunes, y (ii) que van a tirar la moneda. En efecto, ella puede, con la información recibida, descartar que sea Martes, y por tanto, descartar que está en T2. Pero no veo cómo nada de esta nueva información adquirida sea relevante para determinar de qué lado caerá la moneda. Lo siento tan irrelevante como que mañana llueva o no, o que Argentinos sea el último campeón del torneo argentino. Lewis establece que P es la función de probabilidad antes de que la pongan a dormir, y P+ es la función relevante tras despertar a la Bella Durmiente el Lunes. Y, en efecto, como el modo en que actualiza probabilidades es clásico, P+(saldrá cara * H1 o T1) = 2/3. (Donde ‘H1 o T1’ es equivalente a ‘es Lunes.) Y justifica su posición (y su restricción del principio que sostiene que las probabilidades acerca del futuro deben ser iguales a las probabilidades condicionadas a lo que se sabe) en que la Bella Durmiente adquiere nueva información relevante: que es Lunes –y  que, por tanto, no está en T2. Sigo sin ver, no obstante, por qué esto es nueva información relevante para determinar que la moneda va a caer (porque todavía no la tiraron) cara o ceca. Es cierto: no doy ningún argumento a favor de lo que digo. Solo a pelo a ‘intuiciones’ y ‘pareceres’. Pero, dado que ellos son lo suficientemente fuertes como para que ambas soluciones nos generen cierto escozor (podemos comprar las salidas de Elga o Lewis, pero nos van a seguir pareciendo un costo a pagar a nuestro compromiso con una teoría bastante buena acerca del modo de asignar y actualizar probabilidades a eventos), acaso convenga preguntarse cómo hacer para modelar esta intuición.

Veo dos salidas: o (i) cambiar el modo de actualizar probabilidades, o (ii) romper el fuerte vínculo entre la probabilidad de que salga cara y que a la Bella Durmiente la despierte, por última vez, el Lunes. Acaso, en última instancia, (i) sea el camino correcto. Pero no tengo idea de cómo emprenderlo. De momento, parece menos costoso optar por (ii), y defender que P+(sale cara) = ½ (lo que parece razonable e intuitivo), pero que P+(H1) = 2/3 (lo que también parece razonable e intuitivo, porque después de todo adquirimos nueva información relevante: no estamos en T2).


por Federico Pailos @ 4.VII.2010.
Comentario: 3.

Federico defiende: P(heads)=1/2  y P+(H1)=2/3, como la mejor salida a la paradoja. Acepto que hay intuiciones a favor de la primer probabilidad pero no veo como extenderlo a P+(H1)= 2/3. Recordemos lo siguiente: el dado todavía no fue lanzado, la Bella sabe que es lunes y que volvera a dormirse, y luego lanzarán la moneda. (También sabe que la moneda no posee defectos). No sería razonable atribuir un grado de probabilidad a un evento igual a las chances que le asignamos? Si sabemos que las chances de que tiremos un dado y salga el 5 son de un sexto, por qué asingarle una probabilidad subjetiva diferente?  ( No estoy siendo original, el principio que Federico niega -al decir que es intuitivo p+(heads)=2/3)- y que defiendo es el "Principal Principle", de gran consenso en la literatura.


por Pablo Di Paolo @ 5.VII.2010.
     
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