Komputery do ruletki
Jak komputer mierzy czas kulki, kto zbudował pierwsze i jak dokładny musi być.

Komputer do ruletki mierzy czas kulki i rotora w pierwszych sekundach spinu i wskazuje część koła, w której kulka powinna wylądować. Edward Thorp i Claude Shannon zbudowali pierwszy w 1961 roku, a grupa Eudaemons budowała cyfrowe od 1976 roku. Metoda wymaga przyjmowania zakładów po wypuszczeniu kulki: studia na żywo zamykają dziś zakłady w chwili wypuszczenia kulki, a Nevada zakazuje takich urządzeń od 1985 roku.
Jak zbudowano pierwszy komputer do ruletki
Pomysł przyszedł Edwardowi Thorpowi do głowy wiosną 1955 roku, gdy był doktorantem fizyki na UCLA: koło wykonane zbyt dobrze, by było skrzywione, powinno prowadzić kulkęsprzętKulkaMała kulka wypuszczana na tor przeciwnie do ruchu rotora. Współczesne kulki są z ivorine albo teflonu i mają 18–21 mm.Czytaj całość → po torze tak przewidywalnie, jak porusza się planeta. Sfilmował tanie koło o połowę mniejsze od normalnego ze stoperem w kadrze i uznał, że jest zbyt nieregularne, by dało się je przewidzieć, a wyjazd do Nevady w grudniu 1958 roku pokazał mu, że koła w kasynach chodzą równo. Potem pochłonął go blackjack. W listopadzie 1960 roku w MIT poprosił Claude'a Shannona o przekazanie swojej pracy o liczeniu kart do National Academy of Sciences; pod koniec spotkania Shannon zapytał, nad czym jeszcze pracuje, i projekt ruletkowy przeniósł się do piwnicy Shannona. Kupili w Reno za $1500 regulaminowe koło, postawili je na starym stole bilardowym z łupkowym blatem i mierzyli czas kulki przy świetle stroboskopu i zegarze odczytywanym z dokładnością do setnej sekundy. Z wprawą ich błędy pomiaru czasu spadły z około 0,03 do 0,01 sekundy. Do czerwca 1961 roku komputer miał dwanaście tranzystorów i wielkość paczki papierosów: przełącznik w bucie, naciskany dużym palcem stopy, mierzył czas rotorasprzętRotorObracająca się część koła, na której są przegródki.Czytaj całość → i kulki, a dźwięk w jednym uchu wskazywał jeden z ośmiu sektorówkołoSektorCiągły łuk przegródek na kole, w odróżnieniu od grupy na polu zakładów.Czytaj całość → koła. Tego lata w Las Vegas Shannon mierzył czas przy kole i zapisywał numery jak każdy gracz od systemów, a Thorp stawiał dziesięciocentówki na drugim końcu stołu. Przewidywania się sprawdzały, ale cienkie jak włos przewody do słuchawki ciągle się rwały, a raz kobieta obok Thorpa wpatrywała się z przerażeniem w głośniczek wystający mu z ucha. Nigdy nie grali na poważnie. Thorp ogłosił system w 1966 roku, a szczegóły opublikował w 1979 i 1984.
Pierwsze komputery cyfrowe
Maszyna Thorpa i Shannona była analogowa: jej układ elektryczny był jej programem, a zmiana metody oznaczała przerabianie połączeń. Mikroprocesor zniósł to ograniczenie. Alan Lewis, student Caltechu, w 1972 roku zabrał do kasyna Circus Circus w Las Vegas zbudowany w domu komputer cyfrowy w futerale na aparat, mierzył czas kół z balkonu nad stołami i przekazywał przewidywania przez radio partnerowi na dole. Komputer działał i nic nie zarobił; Lewis dowiedział się później, że pominął przechylenie koła. Od 1976 roku grupa studentów fizyki z Santa Cruz, Eudaemons, wykonała tę pracę gruntownie. Kupili kasynowe koło, zmierzyli kulkę, rotor, przechylenie i odbicia, po czym napisali równania z pięcioma ustawieniami, które gracz dopasowywał do każdego koła, klikając przełącznikami pod palcami stóp przez około dwadzieścia minut przed rozpoczęciem stawiania. Ich komputer kilka sekund po rozpoczęciu spinu wskazywał jeden z ośmiu sektorów. Przy prawdziwym stole w styczniu 1978 roku dał przewagę, którą ocenili na 25%; sprzęt, przypięty do ciała, a później wbudowany w buty, zawodził znacznie częściej niż fizyka (zobacz Eudaemons).
Dlaczego liczyły się spóźnione zakłady
Kasyno może całkowicie uniemożliwić przewidywanie, odmawiając przyjmowania zakładów po wypuszczeniu kulki. Thorp ustalił, że prawie żadne tego nie robiło: w Reno, Las Vegas, Londynie, Monte Carlo, Nicei, Wenecji i Portoryko zwykle wołano „Koniec zakładówproceduraKoniec zakładówZawołanie krupiera (albo komunikat na ekranie), które zamyka przyjmowanie zakładów. Żetonów nie wolno już kłaść, przesuwać ani zabierać.Czytaj całość →” okrążenie lub dwa przed spadkiem kulki. Tego okna potrzebował każdy późniejszy sposób przewidywania, od Eudaemons po późne zakłady zapowiadane, które zespół z Ritza składał na racetrackustółRacetrackOwalny pas na polach zakładów stołów na żywo i elektronicznych, pokazujący numery w kolejności z koła, służący do stawiania sąsiadów i zakładów sektorowych jednym dotknięciem.Czytaj całość → (owalu z numerami w kolejności z koła). Nevada zakazała urządzeń przewidujących w maju 1985 roku, a studia na żywo zamykają dziś zakłady w chwili wypuszczenia kulki.
Jak kasyna się broniły
W latach, gdy zakłady przyjmowano jeszcze po wypuszczeniu kulki, kasyna walczyły z podejrzanymi graczami za pośrednictwem krupiera. Relacje o graczach systemu Normana Leigha w Nicei w 1966 roku i o późniejszych zespołach przewidujących wynik opisują nowego krupieraludzieKrupierOsoba prowadząca grę przy stole do ruletki.Czytaj całość → przy każdym spinie, wymienioną kulkę, spiny krótkie lub szybkie, stół zapełniony ludźmi kasyna, a w końcu zamknięty stół. Te historie pochodzą od graczy i trudno je sprawdzić (Goldman, 2007). Mimo to taktyka ma sens: krótkim ani szybkim spinem nie da się wycelować kulką w przegródkęsprzętPrzegródkaJedno z 37 ponumerowanych zagłębień na rotorze. Także: komora, gniazdo.Czytaj całość →, ale taki spin zaburza pomiar czasu, na którym opiera się przewidywanie.
Jak dobre musi być przewidywanie
Thorp (1984) obliczył, ile warte jest przewidywanie, którego błąd ma rozkład w kształcie dzwonu: w typowym spinie przewidziana przegródka jest przesunięta o σ przegródek w jedną lub drugą stronę. Postaw na sam przewidziany numer albo na niego i po dwóch sąsiadówzakładSąsiedziNumer i po dwie przegródki z każdej jego strony na kole, pięć żetonów na pojedyncze numery.Czytaj całość → z każdej strony, a przewaga zależy wyłącznie od σ. Idealne przewidywanie wygrywałoby każdy zakład na jeden numerzakładJeden numer (straight up)Pojedynczy numer, płaci 35:1.Czytaj całość →. Przy σ = 10 przegródek, czyli dokładności, jaką osiągnęli Thorp i Shannon, zakład na jeden numer przynosi około +44% – tyle Thorp podaje dla ich urządzenia; jego relacja z 1998 roku odnosi to do najbardziej uprzywilejowanej ósmej części koła. Przewaga szybko maleje wraz ze wzrostem błędu i znika przy około 17 przegródkach na kole europejskim i 16 na amerykańskim, gdy przewidywanie myli się prawie o pół koła. Budżet błędów samego Thorpa pokazuje, dlaczego ta granica jest blisko: osobne błędy 1,4 i 5,5 przegródki z pomiaru czasu rotora i kulki, 7 ze spadku kulki przez deflektorysprzętDeflektorJedna z metalowych przeszkód na skosie, które rozpraszają spadającą kulkę. Także: kanoe, romb, kołek.Czytaj całość → i 6 z odbić w przegródkach składają się na około 10,8.
Pytania
Nie. Nie ma kulki. Numer jest losowany przez oprogramowanie przed animacją.
Byłyby podatne na mierzenie czasu, dlatego żaden nie działa w ten sposób.
Matematyka na wesoło
Najpierw spróbuj rozwiązać je samodzielnie. Każde rozwiązanie jest zwinięte; rozwiń je, kiedy zechcesz.
Zakład na sąsiadówzakładSąsiedziNumer i po dwie przegródki z każdej jego strony na kole, pięć żetonów na pojedyncze numery.Czytaj całość → stawia po jednym żetoniepieniądzeŻetonKrążek o ustalonej wartości, kładziony na polu zakładów, aby zawrzeć zakład. Także: cheque.Czytaj całość → na numerze i na dwóch przegródkachsprzętPrzegródkaJedno z 37 ponumerowanych zagłębień na rotorze. Także: komora, gniazdo.Czytaj całość → po każdej jego stronie na kole: pięć żetonów. Jak często przewidywanie musi trafiać w te pięć przegródek, by wyjść na zero, i ile daje, jeśli trafia raz na pięć?
Pokaż rozwiązanie
Odpowiedź Wychodzi na zero przy 5 na 36, 13,9%, wobec 13,5% przy samym przypadku. Trafiając raz na pięć, zwraca o 44% więcej, niż stawia.
Gdy zakład trafi, jeden żeton wygrywa 35 do 1 i wraca z wygraną, 36 żetonów, a pozostałe cztery przepadają. Trafienie zwraca więc 36 za 5 postawionych, a zakład wychodzi na zero, jeśli trafia 5 razy na 36, 13,9%. Przypadkiem trafia 5 razy na 37, 13,5%. Z tej małej różnicy, mniejszej niż pół punktu procentowego, bierze się całe 2,70%.
Przy jednym trafieniu na pięć wraca 0,2 × 36 = 7,2 żetonu na każde 5 postawionych, +44%. Przy jednym na cztery: +80%.
Dlatego niewielki wzrost trafności jest wart tak dużo i dlatego kasyna przy wysokich stawkach wcześnie zamykają zakłady zapowiadanestółZakład zapowiadanyZakład zapowiedziany krupierowi, a nie postawiony własnoręcznie, zwykle zakład na sektor koła, taki jak voisins albo tiers. Także „zakład ogłaszany”.Czytaj całość →: ta mała różnica to cała przewaga kasyna. Gracze z Ritza w 2004 roku podobno stawiali właśnie w ten sposób.
Thorp wymienił cztery niezależne błędy swojego przewidywania, w przegródkach: 1,4 z pomiaru czasu rotorasprzętRotorObracająca się część koła, na której są przegródki.Czytaj całość →, 5,5 z pomiaru czasu kulkisprzętKulkaMała kulka wypuszczana na tor przeciwnie do ruchu rotora. Współczesne kulki są z ivorine albo teflonu i mają 18–21 mm.Czytaj całość →, 7 ze spadku kulki przez deflektorysprzętDeflektorJedna z metalowych przeszkód na skosie, które rozpraszają spadającą kulkę. Także: kanoe, romb, kołek.Czytaj całość → i 6 z odbić w przegródkach. Jak duży jest błąd łączny i ile dodają dwa błędy pomiaru czasu?
Pokaż rozwiązanie
Odpowiedź Łącznie około 10,8 przegródki. Bez błędów pomiaru czasu byłoby to 9,2, więc oba pomiary czasu dodają tylko 1,6.
Niezależne błędy nie sumują się wprost; sumują się ich kwadraty. Typowa wielkość błędu łącznego to pierwiastek z sumy kwadratów: 1,4² + 5,5² + 7² + 6² = 1,96 + 30,25 + 49 + 36 = 117,2, a √117,2 ≈ 10,8.
Bez dwóch błędów pomiaru czasu: √(49 + 36) = √85 ≈ 9,2.
Błąd łączny 10,8 przegródki mieści się w granicy 17 przegródek z tabeli na tej stronie i jest wart około +34% na jednym numerze. Wniosek Thorpa: gdy spadek przez deflektory jest największym błędem, lepszy pomiar czasu niewiele daje.
Chwila oddechu

Fizyka działa. Okno na zakłady się zamknęło.
Źródła
- Thorp, E. O. „Optimal gambling systems for favorable games.”
- Thorp, E. O. The Mathematics of Gambling.
- Thorp, E. O. “The invention of the first wearable computer.”
- Bass, T. A. The Eudaemonic Pie.
- Small, M. & Tse, C. K. “Predicting the outcome of roulette.”
- Goldman, N. Great Gambling Scams.
- Nevada Revised Statutes, rozdział 465.