パロンドのパラドックスとは何ですか?

Philippe Cousin
Philippe Cousin
Mathematics teacher for 10 years, passionate about geometry.

はい、大丈夫です。友人と話している最中に、彼がなんだか不思議な数学のトリックについて話してくれた、そんな場面を想像してみてください。以下、そんな感じです。


パロンドのパラドックスとは?

簡単に言うと、パロンドのパラドックス(Parrondo's Paradox)とは、非常に直感に反する現象のことです。

2つの、単独では必ず負けるゲームを組み合わせ、ある戦略でそれらを交互に切り替えることで、最終的に安定して勝ち続けることができる!

なんだか不思議だと思いませんか?まるで手品みたいですよね。ご心配なく、簡単な例を使って詳しく説明しましょう。

では、「儲からない」2つのゲームを見ていきましょう

あなたが2つのゲームをプレイできると想像してください。1回プレイするごとに1ドル賭けます。

ゲームA:少し「不公平な」コイン

このゲームはシンプルで、コイン投げです。

  • 勝つ確率は 49.5% (1ドル獲得)
  • 負ける確率は 50.5% (1ドル損失)

ご覧の通り、このコインは胴元に有利です。長くプレイすればするほど、あなたのお金は確実に減っていきます。これは必ず負けるゲームです。

ゲームB:もっと「奇妙な」コイン

このゲームのルールは少し複雑で、勝ち負けの確率はあなたが現在持っているお金の総額によって決まります。

  • もしあなたの総資産が3の倍数である場合(例えば3ドル、6ドル、9ドルなど)、勝つ確率は非常に低く、わずか**9.5%**になります。
  • もしあなたの総資産が3の倍数でない場合(例えば1ドル、2ドル、4ドル、5ドルなど)、勝つ確率は非常に高く、**74.5%**になります。

時々勝つ確率が高い(74.5%)とはいえ、うっかりお金が3の倍数になってしまうと、その非常に低い勝率(9.5%)で大敗してしまいます。数学者が計算したところ、総合的に見て、このゲームを長くプレイすると、これも必ず負けるゲームです。「3の倍数」という罠にはまってしまうからです。

奇跡が起こる:これらを組み合わせると

さて、これで私達は、単独では必ず負ける2つのゲームを持っていることになります。常識的に考えれば、どのように組み合わせても結果は負けになるはずですよね?

しかし、パロンドのパラドックスの魔法はここにあります。もし私達が単一のゲームを愚直にプレイするのではなく、ある簡単な戦略を採用したら、例えば:

交互にプレイする:ゲームAを2回プレイし、次にゲームBを2回プレイする、これを繰り返す (A, A, B, B, A, A, B, B...)

この時、不思議なことが起こります。あなたのお金はゆっくりと増え始めたのです! あなたは負け組から勝ち組へと変わりました。

なぜでしょうか?

ここでの鍵は、ゲームBのルールが動的に変化するという点です。

  • ゲームAはここで「攪乱役」の役割を果たします。それ自体は損をするゲームですが、非常に重要な役割があります。それは、ゲームBの「罠」から抜け出すのを助けることです。
  • 想像してみてください。しばらくプレイしていて運が悪く、総資産が9ドル(3の倍数)になってしまったとします。この時、ゲームBをプレイする番が回ってくると、勝率は極めて低くなり(9.5%)、まるで金をばら撒いているようなものです。
  • しかし、私達の戦略によれば、先にゲームAをプレイするかもしれません。ゲームAはほぼ50/50の確率で1ドル勝ちまたは1ドル負けとなります。勝ち負けに関わらず、あなたの総資産は9ドルから8ドルまたは10ドルに変わります。これらはどちらも3の倍数ではありません!
  • そして再びゲームBに切り替えると、あなたはもう「3の倍数」という罠にはまっていないことに気づき、勝率はたちまち74.5%に急上昇するのです!

つまり、この戦略の核心はこうです:

ゲームAという「少し損をする」ツールを利用して、ゲームBの「大損する」罠を避け、その結果、ゲームBの高い勝率の恩恵を長時間享受できるようにするのです。

より身近な例え:上り坂を歩く

このプロセスを山登りに例えることができます。

  • 道A:緩やかだがずっと上り坂の道。この道を歩くと、確実に疲労が蓄積します(お金を失う)。
  • 道B:ほとんどが平坦な道か下り坂ですが、途中途中に非常に険しく滑りやすい急坂があります。全体的に見ると、この道を歩いてもやはり疲労が蓄積します(お金を失う)。なぜなら、そのいくつかの急坂を登るのが非常に大変だからです。

賢い戦略とは?

普段は道Bを歩き(下り坂の楽さを享受し)、しかし目の前に滑りやすい急坂が見えたら、すぐに隣の道Aに少しだけ切り替えます。道Aも上り坂ですが、道Bの険しく滑りやすい坂よりもずっと歩きやすいです。道Aを通ってその大きな落とし穴を迂回した後、再び道Bに戻って平坦な道や下り坂を楽しみます。

こうすることで、「小さな損失」(緩やかな上り坂Aを歩く)によって「大きな損失」(滑りやすい急坂Bを登る)を避け、結果として全体の行程はかえって楽で楽しいもの(お金を稼ぐ)になるのです。

まとめ

パロンドのパラドックスは、私達に深遠な真理を教えてくれます。それは、ある種の複雑なシステムでは、全体が部分の総和よりも大きくなることがあるということです。2つのネガティブな要素が、巧妙に組み合わせられることで、ポジティブな結果を生み出すことができるのです。

その核心的な考え方は、**「資本依存性」または「状態依存性」**を利用することにあります。あるツール(ゲームA)を通して、私達が置かれた状態を能動的に変化させ、それによってルールが動的に変化する別の環境(ゲームB)において、有利な状況を作り出し、不利な状況を避けるというものです。この考え方は、投資ポートフォリオ、生物進化、ゲーム理論など、多くの分野で応用されています。