Isaac Newton contre Las Vegas: comment les physiciens ont utilisé la science pour gagner à la roulette


La roulette est un symbole traditionnel du système, dont les résultats sont complètement aléatoires. Mais toutes les roulettes n'ont pas été créées de la même façon

Quand Einstein a connu sa fameuse envie d'interdire à Dieu de jouer aux dés, son interdiction ne s'appliquait naturellement pas aux physiciens. Les scientifiques sont parfois la proie de l'appel insistant des sirènes, entendues dans le ring des pièces de monnaie, attirant tant de gens au casino. Après une longue journée en utilisant la «méthode Monte Carlo» (une technique de simulation nommée d'après la Mecque du jeu à Monaco), certains chercheurs voudront peut-être faire une pause et reprendre le vrai jeu.


La simulation de Monte Carlo vous permet de calculer une réponse approximative en principe à n'importe quelle tâche, simulant des options possibles qui obéissent à une certaine règle. Dans l'image, des centaines de simulations comptent la valeur de π ensemble

Le dicton d'Einstein était lié à sa conviction que la physique quantique est fondamentalement déterministe. Il a suggéré qu'à un certain niveau, connaissant l'état initial d'un système quantique avec une précision absolue et toutes les interactions correspondantes, il serait possible de calculer tous ses états futurs. Cependant, d'innombrables expériences basées sur le célèbre théorème de John Bell ont prouvé le contraire - dans les mesures quantiques, il existe un caractère aléatoire inhérent fondamental, qui ne peut être évité. Du point de vue de la physique, en devinant les variantes des résultats quantiques, on ne peut pas «vaincre un casino».


Même l'intrication quantique ne vous donnera rien de mieux que des suppositions aléatoires sur ce qui est dans la main du croupier

Il est ironique que le résultat de la perte de dés soit plus déterministe qu'une mesure quantique typique. Le lancer de dés est un processus classique, dépendant des lois mécaniques du mouvement de Newton. Classiquement, si vous enregistrez avec précision l'emplacement, l'orientation et la vitesse initiale d'une paire de cubes jetés dans l'air, et que vous marquez également toutes les conditions environnementales - les flux d'air, par exemple - il sera possible de prédire à l'avance si le lancer provoquera la chute de «l'œil du serpent» (paire d'unités) six ou autre chose entre ces deux options.


Après un lancer aléatoire de deux dés, 11 résultats différents peuvent se produire - dans ce cas, les sept chutes 1 fois sur 6, et le deuce ou 12-1 fois sur 36.

La roulette est un autre jeu de hasard qui peut être prévu avec suffisamment de connaissances sur les conditions initiales et les forces qui y sont impliquées. Évidemment, lorsque la roulette n'est pas tordue et que la balle est envoyée dans son mouvement pour la rencontrer, la balle tombant dans une certaine fente est une fatalité. La façon dont la balle et la roulette ont commencé à bouger détermine leur rencontre lorsque la balle quitte la piste, saute sur la roulette et tombe dans l'une des poches numérotées - récompensant les joueurs qui misent sur ce résultat.


Les invités jouent à la roulette lors de la cérémonie de remise des prix Spike Channel Guys Choice 2016

En pratique, jouer à la roulette ne donne pratiquement pas le temps d'appliquer la physique pour réussir les paris. De plus, le fait qu'un petit changement dans les conditions initiales, telles que la vitesse ou la trajectoire de la balle, peut considérablement affecter le résultat, ce qui rend la tâche de prédire les résultats de la roulette extrêmement difficile en pratique. Certains casinos interdisent les paris après le début du tour de roue. D'autres, afin d'augmenter l'excitation, sont autorisés à attendre quelques tours, après quoi le croupier dit qu'il n'y a plus de paris. Il y a une tentation irréaliste d'espérer qu'un rapide coup d'œil à la roue qui tourne peut conduire à une estimation précise, suivie d'un placement favorable des copeaux.


On pense qu'Al Hibbs a gagné environ 12 000 $ au casino du Nevada lors de sa tournée de 1947. Il est apparu plus tard dans l'émission "You Bet Your Life" [Life as a Bet]

À la fin des années 40, deux amis de l'Université de Chicago, le mathématicien étudiant Albert "El" Hibbs et l'étudiant en médecine Roy Walford ont décidé de prendre une pause de l'école et d'essayer de battre le casino dans le seul État où le jeu était autorisé: au Nevada. Il a sauté sur leurs motos et est allé à Reno, où ils ont soigneusement étudié les propriétés des roulettes afin d'y trouver des faiblesses. Plus tard, ils se rendaient souvent dans les casinos de Las Vegas dans le même but.


Al Hibbs et Roy Walford posent avec une roue de roulette, remportant un montant sans précédent

Auparavant, les roues étaient plus grossières et pouvaient présenter des défauts. Ces défauts, ont réalisé les étudiants, offraient la clé pour prédire avec succès les résultats. En étudiant les écarts mécaniques de diverses machines, ils ont développé des modèles prédictifs, un système de paris soigneusement calibré et ont pu gagner plusieurs milliers de dollars. Ils ont dépensé la majeure partie de la victoire en achetant un bateau et en entreprenant un voyage autour du monde.

À la fin du jeu, Hibbs, qui a obtenu un diplôme à Caltech, y est retourné en tant qu'étudiant diplômé en physique théorique, où il a obtenu son doctorat sous la supervision de Richard Feynman. Avec Feynman, il a travaillé sur le manuel Mécanique quantique et intégrales de chemin . Hibbs et Feynman sont restés des amis proches tout au long de leur vie.


Leur livre conjoint a enseigné à toute une génération d'étudiants en physique une approche de la mécanique quantique par le biais d'intégrales de chemin.

Hibbs et Walford ont activement partagé leurs méthodes de jeu au casino. En décembre 1949, ils font l'objet d'un article dans le magazine Life. Bientôt, à la suite de leurs activités, les casinos ont commencé à mettre à jour leur équipement. Les roues déformées ont été remplacées par des roues plus fluides. Les casinos voulaient s'assurer que personne ne puisse répéter l'exploit de deux scientifiques.

En janvier 1959, Groucho Marx a invité Hibbs à son émission télévisée populaire "You Bet Your Life". Des millions de téléspectateurs ont entendu Hibbs parler de ses gains de casino et annoncer son manuel. Groucho a profité de chaque occasion pour construire des blagues basées sur le fait que Hibbs était à la fois un physicien quantique et un joueur de casino.


Albert Hibbs (deuxième à gauche) dans l'émission "You Bet Your Life" en 1959

Les carrières de Hibbs et Walford se sont parfaitement développées. Après ses études, Hibbs a obtenu un emploi au Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA, où il est devenu connu comme la personne annonçant de nouvelles missions: il était appelé la "voix du JPL". De plus, il a lui-même participé au développement de nombreuses missions. Elle a notamment joué un rôle important dans le lancement du satellite Explorer-1, premier satellite artificiel américain lancé en orbite le 31 janvier 1958, six semaines après le lancement de Spoutnik en URSS. Il s'entraînait pour le rôle d'un astronaute pour la mission Apollo, mais il n'a pas été choisi pour voler, puis le programme a été annulé au début des années 1970.


Le lancement du satellite Explorer-1 a marqué l'inclusion des États-Unis dans la course à l'espace

Le médecin Walford s'est fait connaître pour la publicité d'un régime hypocalorique comme clé de la longévité. Il a travaillé pendant de nombreuses années à la faculté de l'Université de Californie à Los Angeles, et a été membre de l'équipe de mission Biosphère 2 , qui a créé un système écologique fermé.

En 1955, en tant qu'étudiant diplômé de l'Université de Californie à Los Angeles, Edward Thorpe a découvert les exploits de Hibbs et Walford et a décidé d'essayer de battre le casino par lui-même . Il s'est rendu compte que les roulettes n'ayant plus de défauts, il avait besoin de développer une nouvelle stratégie. Il a décidé que la clé serait un petit ordinateur portable, à la disposition d'une personne regardant la rotation de la roulette et lançant la balle. L'ordinateur doit être suffisamment rapide et puissant pour pouvoir calculer leurs trajectoires et faire une prédiction. L'observateur, se faisant passer pour un simple spectateur, diffusera cette prévision en direct à un autre participant censé faire des paris.


Ed Thorpe était un passionné de jeu célèbre - sur la photo, il pose avec les règles et la stratégie pour jouer au blackjack

Ayant construit un prototype et testé ses méthodes à la fin des années 1950, Thorpe a obtenu un emploi au MIT, où il s'est lié d'amitié avec le mathématicien Claude Shannon . Shannon, connu pour sa contribution à la théorie de l'information en raison de la définition unique de «l' entropie de l'information », s'est intéressé aux travaux de Thorpe dans le cadre d'un projet connexe qui utilisait des méthodes informatiques pour gagner au blackjack. Lorsque Thorpe lui a parlé de ses idées pour prédire la roulette, Shannon a décidé de créer des modèles de roulette en laboratoire et de petits ordinateurs pour les suivre.


Le mathématicien Claude Shannon, qui a travaillé avec Thorpe pour créer des modèles de roulette dans l'espoir de gagner un casino

En 1961, Thorpe et Shannon ont conçu et testé le premier ordinateur portable au monde: il avait la taille d'un paquet de cigarettes et tenait dans la semelle d'une botte spécialement conçue. Les interrupteurs sous les orteils ont activé l'ordinateur lorsque la roulette et la balle ont démarré et ont collecté des informations à leur sujet. Après avoir calculé le résultat le plus probable, l'ordinateur a transmis cette valeur à l'aide de notes de musique via un minuscule haut-parleur situé dans l'oreille. Les fils étaient cachés au maximum.

Pendant plusieurs années, Thorpe et Shannon, ainsi que leurs épouses, ont essayé à plusieurs reprises d'appliquer leur technologie à Las Vegas. Ils étaient confrontés au problème que s'ils ne faisaient que des paris tardifs, ils se démarqueraient parmi les joueurs. Par conséquent, ils devaient mélanger les paris optimaux faits après que la roue a commencé à tourner et le mouvement de la balle pouvait être prédit avec des paris aléatoires placés avant le début de la rotation. Un tel mélange a rendu difficile la réalisation de bénéfices. Enfin, en 1966, Thorpe a décidé de partager des informations avec le monde et a publié ces méthodes.

À ce moment-là, Thorpe était devenu professeur de mathématiques à l'Université de Californie, Irvine, où il a travaillé pendant de nombreuses années. Il a continué à écrire des livres et des articles sur les mathématiques et les sciences du jeu.


Dans presque tous les jeux aléatoires, il existe une stratégie optimale pour maximiser les gains et minimiser les pertes, en termes de statistiques mathématiques

La prochaine génération de gagnants scientifiques de la roulette - un groupe de représentants de la contre-culture, des étudiants diplômés hippies de l'Université de Californie à Santa Cruz dans les années 1970 - était encore plus délicate. Le groupe était dirigé par l'astrophysicien J. Doin Farmer et Norman Packard. Ils se sont appelés «Rosetta Stone Project», ou simplement «le projet» ou « eudaimonists » (en l'honneur du système éthique grec, eudaimonism, qui a proclamé la poursuite du bonheur d'une personne comme critère moral). Thomas Bass, un autre membre de l'équipe, a documenté leurs ébats dans le livre populaire Eudaimonist's Pie .

Dans un effort pour améliorer les méthodes de Thorpe, Farmer a développé un ordinateur monté sur boot encore plus compact avec un processeur de pointe et des commutateurs d'orteils pratiques. Pour éliminer les fils, l'ordinateur a envoyé les résultats des prédictions en utilisant des vibrations directement sur le pied - c'était quelque chose comme une alerte vibrante sur les téléphones modernes. Ils ont réussi à utiliser secrètement leur système dans un casino avec un résultat de 44% du profit de chaque mise. Les gains étaient partagés également dans le groupe.


Le tristement célèbre ordinateur de démarrage utilisé par les eudaimonistes pour gagner des casinos

Après avoir terminé leurs études, Farmer et Packard se sont intéressés au domaine du chaos dynamique qui émergeait à cette époque. Avec deux autres anciens de Santa Cruz - Robert Shaw et James Kratchfield - ils ont fondé le Dynamic Systems Collective, qui a étudié les systèmes dynamiques de comportement chaotique. Le groupe est devenu connu comme la «clique chaotique» et a publié de nombreuses œuvres importantes.

Au milieu des années 80, les casinos avaient à nouveau mis à jour leur équipement et interdit l'utilisation des ordinateurs. Bien qu'en théorie aujourd'hui, il serait plus difficile pour les étudiants de gagner sur la base de leurs connaissances en mathématiques et en physique, la soi-disant «équipe de blackjack du MIT» dans les années 1990 a développé le système extrêmement efficace décrit dans le livre « Beating the Casino » [le film est intitulé «21 " / Env. perev. ]

De Hibbs et Walford, en passant par Thorpe et Shannon, Farmer et Packard, nous voyons comment l'intérêt pour vaincre le hasard a conduit les scientifiques à des carrières scientifiques réussies. À la roulette du destin, leurs paris ont très bien joué.

Source: https://habr.com/ru/post/fr411159/


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