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卡方检验

检验“这37个计数是否符合公平轮盘的结果”的标准方法。

简要结论

对全部37个号码槽计算χ² = Σ(观察值−期望值)²/期望值。再与36个自由度的卡方分布比较,得到p值。

统计量
Σ(O−E)²/E
自由度
36
5%时的临界值
51.0
1%时的临界值
58.6

如何计算

每个号码槽设备号码槽转子上37个带编号隔间中的一个。也称 slot、cup。阅读全文→的期望计数为n/37。对每个号码槽,计算观察值与期望值之差的平方,再除以期望值;将37项相加。公平轮盘的平均值约为36(即自由度实验室自由度一个统计量中独立取值的数量。对37个号码槽作卡方检验时为36,因为计数必须加总为总数。阅读全文→),标准差数学标准差方差的平方根;结果与期望值之间的典型距离。阅读全文→约为8.5。高于51.0在5%水平上显著;高于58.6在1%水平上显著。本网站的轮盘偏差分析器会计算该统计量,以及由正则化不完全伽马函数得出的精确p值实验室p值如果轮盘公平,观察到至少与当前偏差一样大的偏差的概率。阅读全文→。

n次旋转每个号码槽的期望值σ(每个号码槽)一个+2σ(标准差)的号码槽一个+3σ(标准差)的号码槽
370103.11619
1,000275.13742
3,7001009.9120130
10,00027016.2303319
37,0001,00031.21,0621,094
σ≈√(n·p·(1−p)),其中p = 1/37。1,000次旋转中,某个号码槽命中37次不足为奇;命中42次则值得收集第二个样本。

一个实例

1,000次旋转。三十六个号码槽的命中数在20到34次之间;8号号码槽有41次。期望值为27.03。仅8号号码槽一项就是(41−27.03)²/27.03 = 7.2。假设其余36项合计为38(典型值)。36个自由度下χ² = 45.2,p≈0.14。不显著:公平轮盘七次中会有一次出现这种情况。8号号码槽是一个候选,不是结论;答案是再记录一千次旋转。

前提条件

独立旋转数学独立旋转无论历史如何,每次旋转的概率都相同。这是本网站每项计算的基础。阅读全文→,且每个号码槽的期望计数至少为5。这意味着n≥185时检验才勉强有效,要有实用价值则远远不够。把多个轮盘的旋转合并,会在实质上违反第一个前提(检验的是混合体,而非一台轮盘)。荷官特征效应会在事实上违反该前提,即使没有任何号码槽在物理上更受偏爱,也会抬高χ²。

轮盘赌荷官特征独立的轮盘赌旋转

Pearson与蒙特卡洛

Karl Pearson于1900年发表这项检验;他最早的一个实例是记录下来的26,306次蒙特卡洛轮盘赌旋转。他认为结果过于不均匀,不可能出于偶然,并宣称“蒙特卡洛轮盘赌……不是偶然性游戏”。后来的作者认定,为报纸记录旋转的记者捏造了许多记录;这本身就是关于数据来源的一课。

检验与轮盘
1900

Pearson发表卡方拟合优度检验,以蒙特卡洛旋转作为例子。

1900年代

旋转数据受到质疑;记录者似乎伪造了连续结果。

1920年代

Fisher将自由度形式化;5%惯例确立。

1940年代–50年代

统计学家将轮盘赌旋转用作均匀性检验的教材数据。

1990年代

García-Pelayo家族用真实记录的数据应用此法,并在马德里获胜。

如今

赌场将同一检验用于自己的轮盘,作为例行维护。

蒙特卡洛轮盘赌

真实检验:拉斯维加斯的自动轮盘

玩家常怀疑自动轮盘会让球设备球沿球道朝转子反方向打出的小球。现代用球由仿象牙材料或特氟龙制成,直径18–21mm。阅读全文→避开大额赌注。2017年,Wizard of Odds在拉斯维加斯对Interblock无荷官双零号轮盘零号单个绿色号码槽,任何等额赔率注、十二数注或列注均不覆盖;它是庄家优势的来源。也称单零、0。阅读全文→轮盘检验这一猜测:他们在五个相邻号码构成的弧段上下注,这正是轮盘计时者会下的那类赌注。299次旋转中,该弧段中了29次,期望为39.3次;公平轮盘约有4%的概率出现如此短缺。全部38个号码槽的卡方值为45.29,自由度为37:p = 16.5%。随后在三台轮盘上取得的第二个样本有1,204次旋转,得χ² = 34.79,p = 57%;尝试的任何大小弧段都不显著。两个样本合计1,503次旋转,得χ² = 41.75,p = 27%。结论是没有证据表明存在操控。仅第一个样本看起来可疑;第二个样本才作出了定论。

样本旋转次数χ²自由度p
第一个29945.293716.5%
第二个,三台轮盘1,20434.793757%
两个合计1,50341.753727%
数据来自Wizard of Odds;我们用各自的χ²重新计算了每个p值。双零轮盘有38个号码槽,因此有37个自由度。

超越卡方检验

对单个可疑号码槽,二项检验更有力。对可疑弧段,请使用扇区分析页的扇区轮盘扇区轮盘上连续的一段号码槽,与布局上的一组号码不同。阅读全文→z检验。卡方检验是总体检验:它告诉你某处不对,却不说明哪里不对。先用它,再进一步查找。

扇区分析

公式

χ² = Σᵢ(Oᵢ−Eᵢ)²/Eᵢ
Eᵢ = n / 37 · df = 36
临界值:51.0(5%) · 58.6(1%)

问题

为什么是36个自由度而不是37个?

37个计数必须合计为n,所以只有36个可以自由变化。

严重有偏差的轮盘会显示什么χ²?

10,000次旋转中,若一个号码槽的概率为1/25,仅该号码槽一项就约为70;χ²将远超100,p实际上为零。

可以用200次旋转运行它吗?

技术上可以,每个号码槽的期望值为5.4。但除非某个号码槽被粘死,否则它检测不到任何东西。

轻松一刻

将偏离的平方求和。与51.0比较。

将偏离的平方求和。与51.0比较。

来源

  1. Pearson, K. “On the criterion that a given system of deviations from the probable…” Philosophical Magazine 50(302),1900。
  2. Feller, W. An Introduction to Probability Theory and Its Applications, Vol. 1. Wiley,第3版,1968。赌徒破产,第XIV章。
  3. Wizard of Odds. “Organic Roulette Experiment.” 2017年三月;2026年八月3日更新。
审核于2026-09-28模型:欧式,单零方法说明↗来源↗