卷 V · 共CH 21深度 21/24

一条内幕消息值多少钱

1956 年,贝尔实验室一个叫 John Kelly 的人写了一篇论文,把香农的信道容量公式直接搬去算赌局。而搬过去之后,公式一个字都没改。

★ 凯利台G = 1 − H(p)期望值不是目标

▷ 先猜一下

一个等赔率的赌局(押 1 赢 1,输了赔 1),你的胜率是 60%。为了让长期财富增长最快,每次应该押身家的百分之几?

A 全押(期望收益最高)B 60%(按胜率押)C 20%D 5% 以内(稳一点)

先说清楚「最优」是什么意思

这道题的答案取决于你在最大化什么,而这里有一个非常大的坑。

如果你最大化「一次下注的期望收益」,答案是全押。因为期望收益 = 0.6×2f − 0.4×f,f 越大越好。

但你要是真全押,会发生什么?

每次全押,第一次输就归零,然后永远出不来。
输一次的概率是 40%。
连赢 n 次的概率是 0.6ⁿ —— 十次之后只剩 0.6%。

# 期望财富确实在涨(因为极小概率的巨额收益把平均值拉起来了),
# 而【你几乎必然破产】。
◆ 期望值最大化,和「你实际会拿到什么」是两回事

乘性过程里(这一轮的本金是上一轮的结果),期望值是一个极具误导性的指标。因为期望是算术平均,而乘性过程的长期行为由几何平均决定。

而几何平均对应的是对数收益的期望

财富 W_n = W_0 × (1+r₁)(1+r₂)…(1+rₙ)

log W_n = log W_0 + Σ log(1+rᵢ)

# 取期望:长期增长率 = E[ log(1+r) ],不是 E[r]。
# 而 log 对亏损的惩罚是【无限】的:亏到 0,log 是 −∞。

凯利做的事就是:最大化对数收益的期望。这不是「保守」,这是在乘性过程里正确定义「最快」

凯利公式

f* = (b·p − q) / b

f* = 每次押身家的比例
p  = 胜率     q = 1 − p
b  = 净赔率(押 1 赢 b)

# 等赔率 b = 1 时简化成:
f* = 2p − 1 = 【你的胜率优势 × 2】

p = 0.60  →  f* = 0.20
p = 0.55  →  f* = 0.10
p = 0.51  →  f* = 0.02

那个和信道容量一模一样的公式

现在算按凯利下注时的增长率。这一步值得手推一遍,因为结果很漂亮:

∑ 三行推导
G = p·log₂(1 + f*)  +  q·log₂(1 − f*)        # 对数增长率

代入 f* = 2p − 1:
  1 + f* = 2p
  1 − f* = 2 − 2p = 2q

G = p·log₂(2p) + q·log₂(2q)
  = p(1 + log₂p) + q(1 + log₂q)
  = (p + q) + (p·log₂p + q·log₂q)
  = 1 − H(p)

              【 G = 1 − H(p) 】

而第 14 章那个二元对称信道的容量是:

C = 1 − H(p)

一个字都不差。

◆ 为什么这不是巧合

把两个场景并排看:

信道赌局
发送一个比特下一注
信道以概率 p 保持、1−p 翻掉你以概率 p 猜对
每次使用能可靠传 1−H(p) 比特每注财富增长 1−H(p) 比特
码率超过容量 → 必然出错下注超过 f* → 长期必然亏

「你和真相之间的互信息」,在信道里表现为「能传多少比特」,在赌局里表现为「财富能以多快的指数增长」。

而且单位是通的:1 比特的信息优势 = 财富每注翻一倍。

G = 1 比特/注  →  财富每注 × 2
G = 0.029 比特/注(p=0.6)  →  财富每注 × 2^0.029 = ×1.0203  即每注 +2.03%
G = 0.0003 比特/注(p=0.51) →  每注 +0.02%,要 3466 注才翻一倍

所以「一条消息值多少钱」有了一个精确答案:它给你的互信息,就是你财富的对数增长率。

三件从这里掉出来的事

一、微弱优势的复利,和它需要的时间

胜率最优下注每注增长财富翻倍要几注
51%2%+0.02%3466 注
55%10%+0.50%139 注
60%20%+2.03%35 注
70%40%+8.58%9 注
90%80%+44.49%2 注

看第一行和最后一行的差距:胜率从 51% 到 90%,增长率差了一千八百倍。这是 1−H(p) 在 p 接近 0.5 处极其平坦造成的——微弱的优势,在信息论意义上几乎一文不值。

这解释了赌场的商业模式:赌场的优势通常只有百分之几,但它下注次数极多,而且它不会破产(本金远大于单注)。而玩家的劣势同样微弱,却因为本金有限、下注次数有限,几乎必然输光。

二、押多了会亏,而且是必然亏

把 demo 里的下注比例拉过 f*,看那条增长率曲线怎么掉下去,然后穿过零点变成负数

p = 0.6 时:
   押 20%(凯利)  G = +0.0290  →  长期指数增长
   押 40%(两倍凯利)G = 0.0000  →  【长期原地踏步】
   押 60%          G = −0.0817  →  长期指数归零
   押 100%         G = −∞       →  第一次输就完了
◆ 两倍凯利 = 增长率归零

这是一个很值得记住的分界:押到凯利的两倍,你的长期增长率正好是 0——赢的和输的完全抵消。再多一点就是负的。

而且这条曲线是不对称的:押 f*/2(半凯利)能保住约 75% 的增长率,但把波动降低一半左右。押不足的代价是温和的,押过头的代价是灾难性的。

所以实践中几乎没有人押满凯利。「半凯利」是一个流行的经验做法——不是因为它数学上更优,是因为你对 p 的估计本身有误差,而高估 p 会让你不知不觉站到曲线的错误一侧

这一点很关键:凯利公式对参数误差极其敏感,而误差的方向是不对称的。你以为自己胜率 60% 实际只有 55%,那你押的 20% 就是「两倍凯利」,长期增长率归零。

三、赌注要下在很多地方

凯利公式还有一个多资产版本,结论是:把资金分散到多个互相独立的、都有正优势的赌注上,总增长率约等于各自增长率之和,而波动远小于集中下注。

这是「分散投资」的信息论版本,而且它给出的理由和常见说法不同:不是「不要把鸡蛋放一个篮子」这种风险规避的说辞,而是「独立的信息可以相加,而独立的风险只按平方根相加」。

▸ 在现实里:凯利和它的边界

凯利公式的历史很有意思:

  • John Kelly(1956)在贝尔实验室写这篇论文时,用的框架就是「一个赌徒收到一条有噪声的内幕消息」——他明确地把它当成信道问题在解。论文标题就叫《信息率的一种新解释》。
  • Ed Thorp 把它用在二十一点和后来的对冲基金上,写了《Beat the Dealer》。香农本人和 Thorp 合作过一个预测轮盘赌的可穿戴计算机项目。
  • 它在职业赌博、期权做市、和一部分量化投资里是标准工具。

但它的适用边界很重要,而且经常被忽略:

  1. 它要求你知道真实的 p。金融市场里你不知道,你只有一个估计,而估计误差会系统性地让你押过头。
  2. 它优化的是「长期几何增长率」。如果你的时间尺度不够长,或者中途有强制平仓、有生活开支、有心理承受极限,凯利给出的波动可能让你活不到长期。
  3. 它假设赌注可以无限分割、结果独立同分布。现实里这三条都常常不成立。

所以更稳妥的读法是:凯利给的是一个「绝对不该超过」的上界,而不是一个「应该照做」的操作指南。

✗ 这个直觉是错的
「有优势就该多押,优势越大押越多,这样期望收益最高。」 在乘性过程里,最大化期望收益会让你几乎必然破产。要最大化的是对数收益的期望。

这个坑之所以深,是因为「最大化期望值」在加性场合是完全正确的。买一份期望为正的保险、接一个期望为正的项目——这些是加性的,期望值就是对的指标。

判断标准很简单:这一轮的输赢,会不会改变下一轮的本金?

  • 不会(每次都是独立的固定金额)→ 加性,看期望值。
  • 会(本金滚动)→ 乘性,看对数期望。

而现实里几乎所有「投资」「复利」「增长」都是乘性的。这也是为什么「平均年化收益 15%」这种说法要小心——如果波动很大,几何平均可能远低于算术平均,而你拿到的是几何平均。

◇ 结账
C:20%

而这个 20% 给出的增长率是 0.029 比特每注——正好等于 1 − H(0.6),也正好等于一条翻位率 40% 的信道的容量。

选 A 的人掉进了期望值陷阱;选 B 的人用了一个听起来合理但没有依据的规则;选 D 的人方向对(保守),但代价是把增长率白白让掉一大块。

顺带看一眼 demo 里那个模拟:500 注之后,理论预期和实际结果经常差好几倍。这不是模拟不准,这是方差——而它提醒你,「长期」这两个字比公式看起来的要长得多。

这一章的一句话

凯利的增长率 G = 1 − H(p),和信道容量一个字都不差:一个赌徒和一条信道是同一个数学对象。而 1 比特的信息优势,字面上等于财富每注翻一倍。

卷 V 结束。最后一卷讲边界——三种。

下一章讲物理的边界:擦掉一个比特,宇宙向你收多少钱。这个数有单位,是焦耳,而且在 2012 年被实验测出来过。