Isaac Newton vs. Las Vegas: Como os físicos usaram a ciência para ganhar a roleta


A roleta é um símbolo tradicional do sistema, cujos resultados são completamente aleatórios. Mas nem todas as roletas foram criadas da mesma forma

Quando Einstein experimentou seu famoso desejo de proibir Deus de jogar dados, sua proibição naturalmente não se aplicava aos físicos. Os cientistas às vezes são vítimas do chamado insistente das sirenes, ouvido no anel de moedas, atraindo tantas pessoas para o cassino. Após um longo dia usando o "Método Monte Carlo" (uma técnica de simulação nomeada após a meca do jogo em Mônaco), alguns pesquisadores podem querer fazer uma pausa e retomar o jogo real.


A simulação de Monte Carlo permite calcular, em princípio, uma resposta aproximada para qualquer tarefa, simulando possíveis opções que obedecem a uma determinada regra. Na figura, centenas de simulações contam o valor de π

O ditado de Einstein estava relacionado à sua crença de que a física quântica é fundamentalmente determinística. Ele sugeriu que, em algum nível, conhecendo o estado inicial de um sistema quântico com precisão absoluta e todas as interações correspondentes, seria possível calcular todos os seus estados futuros. Contudo, inúmeras experiências baseadas no famoso teorema de John Bell provaram o contrário - nas medições quânticas há uma aleatoriedade fundamental e inerente, que não pode ser evitada. Do ponto de vista da física, adivinhando as variantes dos resultados quânticos, não se pode "derrotar um cassino".


Mesmo o emaranhamento quântico não oferece nada melhor do que suposições aleatórias sobre o que está na mão do revendedor

É irônico que o resultado da perda de dados seja mais determinístico do que uma medida quântica típica. A rolagem de dados é um processo clássico, dependendo das leis mecanicistas do movimento de Newton. Classicamente, se você registrar com precisão a localização, a orientação e a velocidade inicial de um par de cubos jogados no ar e também marcar todas as condições ambientais - fluxos de ar, por exemplo - será possível prever com antecedência se o arremesso fará com que o “olho de cobra” (par de unidades) caia seis ou algo mais entre essas duas opções.


Após um lançamento aleatório de dois dados, 11 resultados diferentes podem ocorrer - nesse caso, os sete caem 1 vez em 6 e o ​​empate ou 12-1 em 36.

A roleta é outro jogo casual que pode ser previsto com conhecimento suficiente sobre as condições iniciais e as forças envolvidas nela. Obviamente, quando a roleta é destorcida e a bola é enviada em seu movimento para encontrá-la, a bola que cai em uma determinada fenda é uma conclusão precipitada. A maneira como a bola e a roleta começaram a se mover determina seu encontro quando a bola sai da pista, pula na roleta e cai em um dos bolsos numerados - recompensando os jogadores que apostarem nesse resultado.


Os hóspedes jogam roleta na cerimônia de premiação do Spike Channel Guys Choice 2016

Na prática, jogar roleta praticamente não dá tempo para aplicar a física para fazer apostas com sucesso. Além disso, o fato de que uma pequena mudança nas condições iniciais, como a velocidade ou a trajetória da bola, pode afetar drasticamente o resultado, o que dificulta na prática a tarefa de prever os resultados da roleta. Alguns cassinos proíbem apostas após o início do giro da roda. Outros, a fim de aumentar a empolgação, podem esperar algumas voltas, após o que o crupiê diz que não há mais apostas. Há uma tentação irrealista de esperar que um rápido olhar para a roda giratória possa levar a um palpite preciso, seguido por uma colocação favorável de cavacos.


Acredita-se que Al Hibbs ganhou cerca de US $ 12.000 no cassino de Nevada durante sua turnê de 1947. Mais tarde, ele apareceu no programa "Você aposta sua vida" [Life as a Bet]

No final da década de 1940, dois amigos da Universidade de Chicago, o matemático Albert "El" Hibbs e o estudante de medicina Roy Walford decidiram dar um tempo na escola e tentar vencer o cassino no único estado em que o jogo era permitido: em Nevada. Ele pulou em suas motocicletas e foi para Reno, onde estudaram cuidadosamente as propriedades das roletas, a fim de encontrar fraquezas nelas. Mais tarde, eles costumavam ir aos cassinos de Las Vegas com o mesmo objetivo.


Al Hibbs e Roy Walford posam com uma roleta, ganhando uma quantidade sem precedentes

Anteriormente, as rodas eram mais grosseiras e podiam ter defeitos. Esses defeitos, os alunos perceberam, ofereciam a chave para prever com êxito os resultados. Estudando os desvios mecânicos de várias máquinas, eles desenvolveram modelos preditivos, um sistema de apostas cuidadosamente calibrado e conseguiram ganhar vários milhares de dólares. Eles passaram a maior parte da vitória comprando um barco e embarcando em uma viagem ao redor do mundo.

No final do jogo, Hibbs, que recebeu um diploma em Caltech, voltou para lá como estudante de pós-graduação em física teórica, onde obteve seu doutorado sob a supervisão de Richard Feynman. Ele, junto com Feynman, trabalhou no livro Mecânica Quântica e Integrais de Caminho . Hibbs e Feynman permaneceram amigos íntimos durante toda a vida.


O livro conjunto ensinou a toda uma geração de estudantes de física uma abordagem da mecânica quântica por meio de integrais de caminho.

Hibbs e Walford compartilharam ativamente seus métodos de jogar cassino. Em dezembro de 1949, eles se tornaram assunto de um artigo na revista Life. Logo, como resultado de suas atividades, os cassinos começaram a atualizar seus equipamentos. As rodas distorcidas foram substituídas por outras que funcionavam sem problemas. Os cassinos queriam garantir que ninguém pudesse repetir o feito de dois cientistas.

Em janeiro de 1959, Groucho Marx convidou Hibbs para seu popular programa de TV "You Bet Your Life". Milhões de espectadores ouviram Hibbs falar sobre seus ganhos no cassino e anunciar seu livro. Groucho aproveitou todas as oportunidades para criar piadas com base no fato de que Hibbs era tanto um físico quântico quanto um jogador de cassino.


Albert Hibbs (segundo da esquerda) no programa "Você aposta sua vida" em 1959

As carreiras de Hibbs e Walford se desenvolveram perfeitamente. Após a formatura, Hibbs conseguiu um emprego no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA (JPL), onde ficou conhecido como a pessoa que anunciava novas missões: ele era chamado de "voz da JPL". Além disso, ele próprio participou do desenvolvimento de muitas missões. Em particular, desempenhou um papel importante no lançamento do satélite Explorer-1, o primeiro satélite artificial americano lançado em órbita em 31 de janeiro de 1958, seis semanas após o lançamento do Sputnik na URSS. Ele estava treinando para o papel de astronauta para a missão Apollo, mas não foi escolhido para voar, e o programa foi cancelado no início dos anos 1970.


O lançamento do satélite Explorer-1 marcou a inclusão dos Estados Unidos na corrida espacial

O médico Walford ficou conhecido por anunciar uma dieta hipocalórica como chave para a longevidade. Ele trabalhou por muitos anos na faculdade da Universidade da Califórnia em Los Angeles e foi membro da equipe de missão da Biosphere 2 , que criou um sistema ecológico fechado.

Em 1955, como estudante de graduação na Universidade da Califórnia, Los Angeles, Edward Thorpe aprendeu sobre as façanhas de Hibbs e Walford e decidiu tentar vencer o cassino por conta própria . Ele percebeu que, como as roletas não tinham mais defeitos, ele precisava desenvolver uma nova estratégia. Ele decidiu que a chave seria um pequeno computador portátil, disponível para uma pessoa observando a rotação da roleta e jogando a bola. O computador deve ser rápido e poderoso o suficiente para poder calcular suas trajetórias e fazer uma previsão. O observador, fingindo ser um espectador simples, transmitirá essa previsão pelo ar para outro participante que deve fazer apostas.


Ed Thorpe era um famoso entusiasta do jogo - na foto que ele posa com as regras e a estratégia para jogar blackjack

Tendo construído um protótipo e testado seus métodos no final da década de 1950, Thorpe conseguiu um emprego no MIT, onde se tornou amigo do matemático Claude Shannon . Shannon, conhecido por sua contribuição à teoria da informação devido à definição única de " entropia da informação ", interessou-se pelo trabalho de Thorpe em conexão com um projeto relacionado, usando métodos computacionais para ganhar o blackjack. Quando Thorpe lhe contou suas idéias para prever a roleta, Shannon começou a criar modelos de roleta no laboratório e em pequenos computadores para rastreá-los.


O matemático Claude Shannon, que trabalhou com Thorpe para criar modelos de roleta na esperança de ganhar um cassino

Em 1961, Thorpe e Shannon projetaram e testaram o primeiro laptop do mundo: era do tamanho de um maço de cigarros e cabia na sola de uma bota feita especialmente. Os interruptores sob os dedos ativaram o computador quando a roleta e a bola foram iniciadas e coletaram informações sobre eles. Depois de calcular o resultado mais provável, o computador transmitiu esse valor usando notas musicais através de um pequeno alto-falante localizado no ouvido. Os fios estavam ocultos ao máximo.

Por vários anos, Thorpe e Shannon, junto com suas esposas, tentaram várias vezes aplicar sua tecnologia em Las Vegas. Eles enfrentaram o problema de que, se fizessem apenas apostas tardias, se destacariam entre os jogadores. Portanto, eles tiveram que misturar as apostas ideais feitas depois que a roda começou a girar e o movimento da bola poderia ser previsto com as aleatórias feitas antes do início da rotação. Essa mistura dificultava o lucro. Finalmente, em 1966, Thorpe decidiu compartilhar informações com o mundo e publicou esses métodos.

Até então, Thorpe havia se tornado professor de matemática na Universidade da Califórnia, Irvine, onde trabalhou por muitos anos. Ele continuou a escrever livros e artigos sobre matemática e ciências do jogo.


Em quase todos os jogos aleatórios, existe uma estratégia ideal para maximizar vitórias e minimizar perdas, em termos de estatísticas matemáticas

A próxima geração de vencedores de roleta científica - um grupo de representantes da contracultura, estudantes de pós-graduação hippie da Universidade da Califórnia em Santa Cruz na década de 1970 - foi ainda mais complicada. O grupo foi liderado pelo astrofísico J. Doin Farmer e Norman Packard. Eles se autodenominavam "Projeto de Pedra de Roseta", ou simplesmente "projeto" ou " eudaimonistas " (em homenagem ao sistema ético grego, eudaimonismo, que proclamava o desejo de felicidade de uma pessoa como critério de moralidade). Thomas Bass, outro membro da equipe, documentou suas travessuras no popular livro Torta do Eudaimonist.

Em um esforço para melhorar os métodos de Thorpe, o Farmer desenvolveu um computador montado em inicialização ainda mais compacto com um processador de ponta e chaves de dedo convenientes. Para eliminar os fios, o computador enviou os resultados das previsões usando vibração diretamente no pé - era algo como um alerta vibratório nos telefones modernos. Eles conseguiram usar secretamente seu sistema em um cassino com um resultado de 44% do lucro de cada aposta feita. Os ganhos foram compartilhados igualmente no grupo.


O infame computador de inicialização usado pelos eudaimonistas para ganhar cassinos

Após concluir seus estudos, Farmer e Packard ficaram interessados ​​na área do caos dinâmico que estava surgindo na época. Juntamente com outros dois ex-alunos de Santa Cruz - Robert Shaw e James Kratchfield - eles fundaram o Dynamic Systems Collective, que estudava sistemas dinâmicos de comportamento caótico. O grupo ficou conhecido como "camarilha caótica" e lançou muitos trabalhos importantes.

Em meados da década de 1980, os cassinos haviam atualizado novamente seus equipamentos e banido o uso de computadores. Embora na teoria hoje seja mais difícil para os alunos vencer com base em seus conhecimentos de matemática e física, a chamada "equipe de blackjack do MIT" na década de 1990 desenvolveu o sistema extremamente bem-sucedido descrito no livro " Beating the Casino " [o filme é intitulado "21 " / Aprox. perev. ]

De Hibbs e Walford, passando por Thorpe e Shannon, até Farmer e Packard, vemos como o interesse em derrotar o acaso levou os cientistas a carreiras científicas bem-sucedidas. Na roleta do destino, suas apostas foram excelentes.

Source: https://habr.com/ru/post/pt411159/


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