Problème du verre à sous

Grossièrement le principe du jeu est le suivant:
Il y a un verre transparent, rempli de pièces de $1$c à $2$€. Deux joueurs, un qui parie qu'il y a plus qu'une certaine somme dans le verre et un qui parie qu'il y a moins que cette même somme.
Le perdant du pari donne le contenu du verre à l'autre.
Le jeu n'est pas exactement celui-là mais je tenais à exposer le contexte pour simplifier la compréhension du problème.

Voilà le jeu formulé un peu plus rigoureusement.
On considère deux joueurs $A$ et $B$
Chaque joueur donne à un arbitre une infinité de pièces de monnaies (€) (une infinité pour chaque valeur), de sorte que celui-ci puisse former n’importe quelle somme avec l'ensemble de pièces qu'il veut, et que les joueurs n'aient aucun moyen de savoir la somme qu'il y a dans le verre, ni de borner celle-ci.
L'arbitre constitue deux verres de manière identiques (positions des pièces à l'intérieur du verre comprises) avec les pièces respectives de chaque joueur. Aucun joueur n'a un avantage sur l'autre pour évaluer le contenu des verres.
Chaque joueur évalue alors indépendamment la somme $S$ que contient son verre.
On note respectivement $E_1$ et $E_2$ l'évaluation du joueur $A$ et du joueur $B$.

Puis on calcule la moyenne $M$ des estimations.
- Si $E_1=E_2$ le jeu est terminé tout le monde rentre chez soi (on peut considérer que pour des grosses sommes ça n'arrive jamais)
- Sinon, on considère que $E_2>E_1$ (on peut parce que les joueurs sont identiques).

Alors, on décide que le joueur $B$ parie que $S>M$ et que le joueur $A$ parie que $S<M$.
Le gagnant remporte le contenu des deux verres.

Le pari semble donc équitable puisque les joueurs mettent la même somme "sur la table" (le contenu du verre) et font ensuite un pari, le gagnant remporte la mise.

Pourtant, si on se met à la place du joueur $A$ on se dit : « Je parie qu'il y a moins que $S$€ dans le verre, donc si je gagne, je gagnerai moins de $S$€, alors que si je perd, je perdrais plus que $S$€... Donc je suis désavantagé ! »
Idem, le joueur $B$ se dit: « Je parie qu'il y a plus que $S$€ dans le verre, donc si je gagne, je gagnerai plus que $S$€, alors que si je perd, je perdrais moins $S$€... Donc je suis avantagé ! »

Et pour chacun des joueurs, le rapport entre gain potentiel et risque encouru n'est pas égal à $1$.

Conclusion.
- D'un point de vue extérieur, les deux joueurs parient la même chose: le contenu du verre. Et le pari est donc tout à fait équitable.
- Mais d'un point de vue individuel, le joueur $A$ espère gagner moins que ce qu'il pourrait perdre et le joueur $B$ espère gagner plus que ce qu'il pourrait perdre. Le jeu n'est donc pas équitable .

Selon le point de vue (externe ou interne au jeu), il nous semble différent, cela me rappelle un peu le « Paradoxe de la Belle au Bois Dormant », dans lequel on trouve une solution différente selon si on raisonne du point de vue de la princesse ou d'un observateur extérieur. Même si ici, j'ai l'impression qu'il est possible de montrer que le point de vue des joueurs est faussé..
Le problème vient sûrement du fait que les joueurs parient sur la somme qu'ils parient, ce qui parait un peu étrange...

Réponses

  • Euh, mais, si le verre est transparent, ils n'ont qu'à compter super vite la somme, non ?
  • Bonjour,

    Tu n’as pas expliqué quel joueur gagne : ça limite l’intérêt du jeu.
  • Georges Abitbol a écrit:
    Euh, mais, si le verre est transparent, ils n'ont qu'à compter super vite la somme, non ?
    > Le verre est transparent mais grand. Autrement dit les joueurs peuvent apercevoir les pièces au bord du verre, au dessus et en dessous mais pas à l'intérieur. On pourrait dire que le verre est opaque, ou que l'argent est dans une caisse ou peu importe. J'ai dit un verre transparent pour que le jeu ait un intérêt et que les joueurs aient un moyen d'estimer a peu près ce que contient leur verre. L'important est surtout qu'ils ne puissent pas le faire avec certitude.
    Yves M a écrit:
    Bonjour,

    Tu n’as pas expliqué quel joueur gagne : ça limite l’intérêt du jeu.

    > Le gagnant est bien entendu le joueur qui a raison.
    Une fois les paris fait, l'arbitre révèle la somme que contenaient les verres, si elle est supérieure à $M$, le joueur $B$ l'emporte, si elle est inférieure à $M$, le joueur $A$ l'emporte.
    Si $S=M$ personne ne gagne.
  • Bonjour,

    Je ne trouve pas ta description du jeu assez précise. Par exemple, tu écris 'le joueur B parie que S > M'. C'est incorrect. Le joueur B ne connait pas le pari du joueur A et donc le joueur B ne connait pas M. A aucun moment l'information du pari du joueur A ne parvient au joueur B, n'est-ce pas ?

    Le joueur A gagne si son pari est plus proche de la vraie somme que le pari du joueur B. Et vice versa. Donc chaque joueur essaie de minimiser l'écart entre son pari et la vraie somme : il essaie de deviner la vraie somme.

    Dans le raisonnement (que je qualifie volontiers de 'à la con') que tu donnes :
    Pourtant, si on se met à la place du joueur A on se dit : « Je parie qu'il y a moins que S€ dans le verre, donc si je gagne, je gagnerai moins de S€, alors que si je perd, je perdrais plus que S€... Donc je suis désavantagé ! »

    L'erreur évidente est que la somme gagnée est la vraie somme dans le verre et non pas l'estimation haute que le joueur en fait. Si le joueur A fait cette estimation haute : le verre contient moins de 1 million d'euros, alors s'il gagne, il gagne la vraie somme dans le verre et non pas 1 million d'euros. Et si ce joueur perd, il perd la vraie somme dans le verre et non pas 1 million d'euros. Dans les deux cas, c'est la vraie somme qui est dans le verre que le joueur gagne ou perd, et non pas son estimation haute.

    Je ne vois donc pas le paradoxe : on apprend simplement qu'avec un raisonnement faux, on aboutit souvent à des conclusions fausses. Ce n'est pas une surprise pour beaucoup de gens.
  • Yves M a écrit:
    Je ne trouve pas ta description du jeu assez précise. Par exemple, tu écris 'le joueur B parie que S > M'. C'est incorrect. Le joueur B ne connait pas le pari du joueur A et donc le joueur B ne connait pas M. A aucun moment l'information du pari du joueur A ne parvient au joueur B, n'est-ce pas ?

    Non, une fois que les deux joueurs ont parié indépendamment, ils révèlent leurs estimations et la moyenne est alors calculée, ils ont donc une connaissance totale des paris.
    Yves M a écrit:
    Le joueur A gagne si son pari est plus proche de la vraie somme que le pari du joueur B. Et vice versa. Donc chaque joueur essaie de minimiser l'écart entre son pari et la vraie somme : il essaie de deviner la vraie somme.

    Non, le joueur n'est pas celui qui a fait l'estimation la plus proche, mais celui dont l'estimation a la même relation avec la moyenne que la somme contenue dans le verre.
    Filli a écrit:
    Une fois les paris fait, l'arbitre révèle la somme que contenaient les verres, si elle est supérieure à $M$, le joueur $B$ l'emporte, si elle est inférieure à $M$, le joueur $A$ l'emporte.
    Si $S=M$ personne ne gagne.
    Yves M a écrit:
    Dans le raisonnement (que je qualifie volontiers de 'à la con') que tu donnes :
    Pourtant, si on se met à la place du joueur A on se dit : « Je parie qu'il y a moins que S€ dans le verre, donc si je gagne, je gagnerai moins de S€, alors que si je perd, je perdrais plus que S€... Donc je suis désavantagé ! »

    L'erreur évidente est que la somme gagnée est la vraie somme dans le verre et non pas l'estimation haute que le joueur en fait. Si le joueur A fait cette estimation haute : le verre contient moins de 1 million d'euros, alors s'il gagne, il gagne la vraie somme dans le verre et non pas 1 million d'euros. Et si ce joueur perd, il perd la vraie somme dans le verre et non pas 1 million d'euros. Dans les deux cas, c'est la vraie somme qui est dans le verre que le joueur gagne ou perd, et non pas son estimation haute.

    Je crois que le raisonnement que faite le joueur $B$ n'a pas été bien compris. En fait il n'est pas tellement "à la con". Une fois que les paris sont faits, le joueur $A$ gagnera au plus $S$€ (s'il y a plus il perd) et s'il perd, il perdra au moins $S$€. Son risque de perte est plus grand que son espérance de gain.
    Quand au joueur $B$, il sait qu'il ne pourra pas perdre plus de $S$€, sinon il gagne, et si c'est le cas, il gagne au moins $S$€.
    Même si comme vous le dites, c'est toujours la somme dans le verre qui est gagnée ou perdue, du point de vue stratégique des joueurs, il est plus avantageux d'être dans le cas du joueur $B$ (puisqu'il risque moins mais peut gagner plus). Autrement dit, l'équilibre de Nash de ce jeu ne semble pas être "estimer correctement la somme" mais "surestimer légèrement la somme". Cependant, à trop surestimer on donne l'avantage au joueur qui parie moins. Donc les joueurs ont intérêt à ne pas trop surestimer.
    L'équilibre de Nash semble osciller entre deux états ce qui crée le paradoxe, ne serait-ce qu'au niveau des stratégies...
  • Bonjour,

    Soit je suis débile, soit tu ne sais pas décrire ce jeu. Soit les deux, je vous l'accorde.
    Quelle est la description de ce jeu ? Et merci de ne pas oublier de décrire quel est le gagnant ; quel est son gain ; et quelle est la perte du perdant ; et quelles sont les informations dont disposent les joueurs avant de jouer et après avoir joué. Sinon, on ne peut rien comprendre.
  • L'arbitre constitue deux verres identiques.
    Chacun des joueurs n'a absolument aucune information sur le contenu du verre, si ce n'est que la somme qu'il contient est dans $[0,+\infty]$. Leur seule indication est qu'ils peuvent voir à travers le verre pour estimer la somme.

    Les joueurs sont séparés, on leur donne chacun un verre, qu'ils examinent individuellement, sans se concerter. Le joueur $A$ estime la somme à $E_1$, le joueur $B$ à $E_2$.

    Une fois ces estimations faites, les joueurs les donnent à l'arbitre. Celui-ci leur révèle alors la moyenne $M$ des deux estimations. Le joueur qui a fait l'estimation supérieure à $M$ gagne si la somme réelle dans le verre est supérieure à $M$, le joueur qui a fait l'estimation inférieure à $M$ gagne si la somme réelle dans le verre est inférieure à $M$.

    Le gagnant emporte le contenu des deux verres. Autrement dit il récupère son verre et gagne le contenu de celui de l'autre, tandis que le perdant perd le contenu de son verre.
  • Bonjour,

    Je ne retire rien à mon premier message : le gagnant est celui dont l'estimation est la plus proche de la somme dans le verre. Le gagnant gagne la somme dans le verre (fois deux) et non pas son estimation : le paradoxe est 'à la con'.

    Mais bon, on n'est pas obligé de tomber d'accord. J'admets volontiers que d'autres voient un paradoxe.
  • En effet le joueur qui gagne est bien celui qui est le plus proche du résultat.
    Cependant s'il est "à la con" je voudrais comprendre où est l'erreur dans le raisonnement que font les joueurs.
  • Pourquoi tout compliquer avec deux verres plus ou moins opaques et cette histoire de moyenne ?

    Cet énoncé plus simple semble équivalent :

    L'arbitre écrit une somme sur un papier caché.

    Chaque joueur propose une estimation.

    Celui qui est le plus proche de la somme indiquée par l'arbitre gagne cette somme prélevée dans la poche de l'autre joueur.

    Dans tous les cas Il y a quand même un petit problème avec ces joueurs aux fortunes illimitées.

    Aldo
  • Bonjour,

    @Filli :
    Soit les joueurs sont des cons et alors ils n’ont pas compris que le gain ou la perte est la somme dans les verres : ils pensent qu’ils gagnent ou perdent une somme qui dépend de leur estimation (des cons, je te dis) et alors, oui, ils aboutissent par un raisonnement tordu (et faux) à une sorte de paradoxe à la con.
    Soit les joueurs ne sont pas cons et ils ont compris qu’ils gagnent ou perdent la somme dans les verres et que cette somme ne dépend pas de leur estimation. Et quand on leur explique le paradoxe, ils disent : mais qu’il faut être con pour confondre le gain et le critère donnant le gagnant ! On a peine à croire qu’on peut être con à ce point-là.

    Quand on lit la description du paradoxe, on voit que l'hypothèse que [si l’on parie et on gagne, alors la somme dans le verre est plus grande que le pari] est fausse : elle peut aussi être plus petite. Par exemple, A parie 10, B parie 0 et la somme est 8. Comme 8>5, alors A gagne. Bref, le raisonnement est très faux.

    J’ai fait le tour de la question. A toi de réfléchir.
  • Très bien je vois ce que tu veux dire.
    Je suis d'accord qu'il n'y a pas de paradoxe ici.

    Maintenant retournons le problème:
    Supposons que le joueur $A$ possède un verre rempli de pieces (dont il ne connait pas la somme), et que le joueur $B$ arrive et lui dise « Je suis sûr qu'il y a plus que $20$€ dans ce verre! Si j'ai raison, tu me donnes le contenu du verre. Sinon, je te donne l'équivalent de ce qu'il y a dans ton verre, de ma poche. »
    Le joueur $A$ regarde à son tour le verre et se dit qu'il y a probablement moins de $20$€ dans le verre.

    A-t-il intérêt à accepter le pari sachant qu'il risque de perdre plus de $20$€ alors qu'il est sûr qu'il en gagnera moins?...
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