剪刀石頭布機率
全世界最簡單的遊戲的勝率,結果一點也不簡單。
面對完全隨機的對手,剪刀石頭布的每一回合有三種機率相等的結果:三分之一贏、三分之一輸、三分之一平手。平手通常會重打,若不計平手,你拿下任何一次分出勝負的出拳的機率就是 50%,而任何對稱的賽制,都讓實力相同的兩人維持在剛好五五波。更長的賽制不會改變實力相同者之間的勝率;它給的是比較強的那一方更多發揮空間。
基本勝率:出一次拳
面對一個完全隨機的對手,每一次剪刀石頭布都剛好有三種結果,機率完全相等:
- 贏:三分之一(33.3%)
- 輸:三分之一(33.3%)
- 平手:三分之一(33.3%)
兩人出拳共有九種可能組合(3 × 3),而每一種手勢都贏其中三種、輸三種、平手三種。沒有任何一手在數學上比另一手強 - 這正是這個遊戲的重點,也是為什麼布贏石頭不需要在物理上說得通。這個設計唯一的要求是:每個手勢剛好贏過另外一個。
如果不計平手(多數玩法會直接重來),數學就塌縮成擲硬幣:面對隨機對手,在任何一次分出勝負的出拳中都有 50% 勝率。
比賽機率:三戰兩勝與其之後
競技 RPS 幾乎從來不是只出一次拳。只計算分出勝負的出拳(平手重來),面對隨機對手時:
- 贏下三戰兩勝:50% - 你必須在輸兩場之前先贏兩場
- 連贏 2 次:4 分之 1(25%)
- 連贏 3 次:8 分之 1(12.5%)
- 連贏 5 次:32 分之 1(約 3%)
- 連贏 10 次:1024 分之 1(約 0.1%)
任何對稱的賽制 - 三戰兩勝、五戰三勝、101 戰 51 勝 - 都讓兩個隨機玩家維持在剛好五五波。更長的賽制不會改變實力相同者之間的勝率;它真正做到的,是給比較強的那一方更多發揮空間。如果你能靠讀對手把單次出拳勝率提高到 55%,你拿下五戰三勝的機率會升到約 59%,21 戰制則約 68%。實力會複利累積。這正是錦標賽賽制採用多局制的原因。
剪刀石頭布公平嗎?
從數學上看,是的,完全公平。這個遊戲是對稱的:雙方有相同的三個選項與相同的結果,而最佳策略(三種手勢各以三分之一的機率、完全隨機地出)保證你不會被利用。賽局理論學者稱之為混合策略納許均衡,我們的賽局理論指南有完整拆解。
作為決策工具,這讓 RPS 和擲硬幣一樣公平,還多附一個第三選項,可以處理三方決策。這也是為什麼法院、拍賣行與遊戲場都曾用它來打破僵局 - 詳見我們整理的RPS 經典時刻。
三分之一法則失效的地方:人類
接下來這部分,正是讓競技 RPS 成為一項真正運動的原因:人類非常不擅長隨機。2014 年浙江大學的一項田野實驗,讓 360 位受試者各打 300 回合,發現玩家會遵循「贏了就留、輸了就換」的模式:贏家傾向重複剛才獲勝的那一手,輸家則傾向換手 - 而且不是隨機換,而是循環到「原本能贏過剛剛贏了自己那一手」的手勢。
人類的打法在第一手上也明顯偏斜。石頭是最常見的開局,這也是為什麼「面對愛出石頭的對手,第一手出剪刀」是最古老的競技建議之一。這類模式可測量、可利用,也是整套 RPS 策略與 RPS 心理學的根基。
換句話說:面對隨機的對手,你不可能做得比三分之一更好。而你很幸運,隨機的對手並不存在。
變體玩法中的機率
增加手勢會改變平手的數學。在剪刀石頭布蜥蜴史巴克中,五個手勢每一個都贏兩個、輸兩個,因此平手機率從三分之一(33.3%)降到五分之一(20%) - 重來的次數更少,節奏更快。同樣的邏輯可以延伸到 RPS-7、RPS-15 與其他擴充變體:有 n 種手勢時,平手發生的機率就是 n 分之一。
自己來測測看
理論是一回事,親眼看著人類對手在你面前塌陷進「贏了就留、輸了就換」又是另一回事。線上玩剪刀石頭布 - 可以對戰 AI 練習,也可以和真人打排名賽 - 看看真實的打法離三分之一有多遠。關於出拳分布背後的研究,請見我們的統計整理。
