Consultorio CPI: Cara o cruz
Rafael pregunta:
Hola y enhorabuena por la página. Tengo una “consulta científica” que quizá puedas ayudarme a resolver. Este domingo leí un librito muy interesante sobre el autismo llamado “El curioso incidente del perro a medianoche”. El caso es que el libro decía que si todos los habitantes del planeta se pusiesen a lanzar una moneda al aire, habría una persona a la que le saldría 5 000 veces seguidas cruz. Ahí va el párrafo concreto del libro:
“La gente cree en Dios porque el mundo es muy complicado. Creen que es muy improbable que algo tan complicado como una ardilla voladora o el ojo humano o un cerebro llegue a existir por casualidad. Pero deberían pensar lógicamente, y si pensaran lógicamente, verían que sólo pueden hacerse esa pregunta porque eso ya ha sucedido y ellos existen. Hay billones de planetas en los que no hay vida, pero en esos planetas no hay nadie con cerebro para darse cuenta. Y es como si toda la gente en el mundo arrojara monedas al aire: a alguien acabaría por salirle cruz 5.698 veces seguidas y se creerían muy especiales. Pero no lo serían, porque habría millones de personas a quienes no les saldría cruz 5.698 veces.”
Me pareció un dato muy chocante, pero me gustaría saber si es estadísticamente posible o sólo una exageración.
Rafael: ante todo, celebro que te haya gustado el libro. A mí me encantó. Y hablando de esa afirmación en concreto, es una absoluta exageración. Completa. Total. Cósmica.
Cuando lanzamos una moneda al aire, suponiendo que sea una moneda perfecta (no trucada), la probabilidad de que salga cara o cruz es de 1/2. Esto significa que si empezamos a tirar una moneda al aire, más o menos la mitad de las veces saldrá cara y la otra mitad cruz. Hay multitud de teoremas de Teoría de la Probabilidad que podemos aplicar aquí. Uno de ellos dice que cuantos más lanzamientos hagamos, más se parecerán las fracciones de caras y cruces a 1/2. Tirando dos veces una moneda, es muy probable (50%) que nos salgan dos caras o bien dos cruces. De ahí, lógicamente, no podemos deducir que siempre vayan a salir caras o siempre cruces.
Para calcular cuál es la probabilidad de obtener un determinado número de caras (o cruces) al tirar una moneda, hay una formulilla; técnicamente se denomina una distribución de probabilidad, la binomial concretamente, que nos da la respuesta. La binomial tiene esta forma:

Donde n es el número de veces que hacemos “el experimento” (lanzar una moneda, en este caso), θ es la probabilidad de que salga lo que queremos (cara, por ejemplo) y x es el número de caras que buscamos. Así, la probabilidad de sacar 5 caras al tirar una moneda 12 veces es:

Sale 0,19, lo que significa que si hacemos muchos conjuntos de 12 lanzamientos, más o menos en 19 de cada 100 de estos conjuntos de lanzamientos, aparecerán 5 caras. Si multiplicamos por dos, 0,38 es la probabilidad de sacar 5 caras o bien 5 cruces.
Ahora que estamos metidos en harina, abordemos el problema que nos planteas. Para sacar 5698 cruces seguidas, la probabilidad es de 1/25698. Esta probabilidad es más o menos un cero, una coma, mil setecientos ceros y un uno. O sea, ínfima, despreciable, épsilon, chiquititititita. Es, así a ojo, más probable que atravieses una pared por efecto túnel (hablaremos de él, lo prometo) que sacar tantas cruces seguidas. Si hiciéramos un millón de lanzamientos de moneda cada milésima de segundo, harían falta cientos de miles de cientos de miles de cientos de miles de cientos de miles… … … de cientos de miles de trillones de trillones de trillones… … … de trillones de milenios para tener una probabilidad medible de sacar 5789 caras o cruces consecutivas. La probabilidad es cero a todos los efectos prácticos.
Si toda la Humanidad (unos 6.300 millones de personas) se pusiera a lanzar caras y cruces, el máximo número de caras o cruces que podríamos aspirar a que alguien sacara con bastante confianza, sería de entre 32 y 33 (*) caras/cruces seguidas (el calculillo es sencillo). A partir de ahí las probabilidades de que alguno de los 6300 millones saque más seguidas empiezan a hacerse cerocoma…, lo cual no quiere decir que sea imposible, sino que es muy poco probable.
Y aprovecho para plantear un minidesafío CPI. Saquen un poco de tiempo y una moneda, estimados lectores. Tírenla 10 veces al aire y cuenten las caras. Por simplicidad, no nos preocupará si son caras o cruces; me explico: Si salen tres caras y siete cruces me da lo mismo que si salen tres cruces y 7 caras. Llamaremos a los dos casos una situación “7-3″.
La probabilidad de sacar un 10-0 (diez caras o diez cruces) es de una entre 512 o un 0,19% Uno de cada quinientos doce experimentadores, en media, lo sacará.
La probabilidad de sacar un 9-1 es de 10 entre 512, o un 1,9%. Casi dos de cada cien lectores sacarán esto.
La probabilidad de sacar un 8-2 es de 45 entre 512, o un 8,8%.
La de sacar un 7-3 es de 120 entre 512, o un 23,4%.
La de sacar un 6-4 es de 210 entre 512, o un 41%.
La de sacar un 5-5 es de 126 entre 512, o un 24,6%.
Los porcentajes no suman 100 porque están redondeados. Las fracciones sí suman 1. Fíjense que lo más probable es sacar 6 de una y 4 de otra, no 5 y 5. La probabilidad tiene estas cosillas que desafían el sentido común la intuición. Acabo de hacer dos series y las dos me han salido 6-4. ¡Anímense! ¡Hagan el canelo un rato con una moneda! Si a alguno de ustedes les salen 10 caras o cruces consecutivas, no piensen que ha ocurrido algo extraño. ¡Es lo esperable! Uno de cada 512 lectores lo verá, en media.
(*) Tras un estupendo intercambio de correos con Omalaled, a quien le agradezco su esfuerzo y meticulosidad, he de modificar este número. Si todo el mundo (6.300 millones de personas) tirara 33 monedas al aire, más o menos el 50% de las veces que se hiciera alguien (al menos una persona) obtendría 33 caras. Para que esta probabilidad baje a una entre cien, hay que subir a 39 lanzamientos. Es decir, que si toda la humanidad lanza 39 monedas, la probabilidad de que a alguien, al menos una persona, le salgan todo caras es del 1%. En cualquier caso, de 39 a 5000 y pico sigue habiendo un trecho.
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Título: A Long Way Down