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놀라운 세상

동전 던지기 결과 앞뒷면 나오는 확률이 50%가 아니라고?

by 석아산 2023. 10. 18.
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동전 던지기 결과 앞뒷면 나오는 확률이 50%가 아니라고?
동전 던지기 결과 앞뒷면 나오는 확률이 50%가 아니라고?

동전 던지기 를 했는데, 그 앞뒷면이 나오는 확률이 50%가 아니라는 결과가 나왔는데요... 

오호~ 이런 연구 결과는 재미있네요. 그래서 소개해 드리려고요!

 

자, 소식 보겠습니다.

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동전을 던질 때 두 개의 면 중 앞면 또는 뒷면이 나올 확률은 이론상 50%입니다. 누구가 던지든 동일하게 우연성이 적용됩니다. 그러므로 어떠한 결정을 내릴 때 한 쪽으로 치우치지 않는 공정성을 위하여 동전을 던지는 경우가 많습니다.

 

예를 들면, 1903년 세계 최초의 동력 비행기 ‘플라이어’(Flyer)를 개발한 라이트 형제 중 누가 먼저 비행기를 탈지 결정한 방법도 동전 던지기였습니다.

동전 던지기에서 이긴 윌버 라이트가 먼저 비행기를 탔습니다.

최근에는 스포츠 경기에서 공격권 등을 정하는 방법으로 동전 던지기를 자주 사용하지만, 1968년 이탈리아와 소련의 유럽챔피언십 준결승전에서는 동전 던지기로 결승 진출팀을 결정한 적도 있습니다.

2013년 필리핀 지방선거에서 후보자들의 득표수가 동일하게 나올 경우 동전 던지기로 당선자를 결정하기도 했습니다.

동전 던지기 결과 앞뒷면 나오는 확률이 50%가 아니라고?
동전 던지기 결과 앞뒷면 나오는 확률이 50%가 아니라고?

하지만, 2007년 미국 스탠퍼드대의 수학자 퍼시 디아코니스(Persi Diaconis)는 동전 던지기의 확률이 절반이 아니라는 논문을 발표했습니다.

동전 던지기의 결과는 우리가 생각하는 것처럼 무작위적인 것이 아니라 물리학 법칙에 따라 정해진다는 주장입니다. 그는 계산 결과, 처음 동전을 올려놓은 면이 나올 확률이 절반을 조금 초과한다고 주장했습니다.

 

던질 때 같은 면 나올 확률 높아

그의 주장에 따르면, 위로 던져진 동전은 축이 흔들리는 움직임을 보이게 되며, 처음 위를 향한 면이 더 오랫동안 공중에 머무는 경향이 있어, 처음의 상태로 떨어질 가능성이 더 크다는 것입니다.

그는 실제 실험을 통해 이를 확인하고, 던질 때와 떨어질 때 같은 면이 나올 확률을 51%로 예측했습니다.

 

네덜란드 암스테르담대를 중심으로 한 유럽 대학 공동연구팀은 디아코니스의 예측이 실제로 맞는지를 실험한 연구 결과를 발표했습니다.

 

연구팀은 48명의 참가자를 대상으로 46가지 동전을 사용하여 총 35만757번의 동전 던지기를 진행했습니다. 그 결과, 던질 때와 같은 면으로 떨어질 확률이 평균 50.8%로 나타났고, 이는 디아코니스의 예측과 매우 유사했습니다.

동전 던지기 결과 앞뒷면 나오는 확률이 50%가 아니라고?
동전 던지기 결과 앞뒷면 나오는 확률이 50%가 아니라고?

연구팀은 또한 던지는 사람마다의 던지는 속도와 동전의 움직임에 차이가 있어 확률에 약간의 차이가 나는 것을 확인했습니다. 실험 결과, 같은 면이 나올 확률은 사람마다 48.1%에서 60.1%로 다양하게 분포했습니다. 이번 연구에 참여하지 않은 브리스톨대의 마르톤 발라즈 교수는 동전 던지기의 확률에 대해 복잡한 물리적, 심리적 과정이라고 언급했습니다.

연구팀은 0.8%의 확률 차이가 작아 보일 수 있지만, 실제로는 큰 영향을 미칠 수 있다고 지적했습니다. 연구의 주 저자인 암스테르담대의 프란티셰크 바르토스 박사과정생은 동전 던지기의 결과에 대한 편향이 있음을 확인했지만, 양쪽 모두 동전의 상태를 미리 알 수 없다면 일상에서 동전 던지기를 계속 사용하는 것이 좋다고 말했습니다.

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