Maths●●●●●Difficulty 2 of 5

Comment une partie inachevée a-t-elle donné naissance à la théorie des probabilités ?

En 1654, un écrivain amateur de jeux demande comment partager la mise d'une partie que personne n'a finie. La réponse de Pascal et Fermat fonde une branche entière des mathématiques.

▶ Lancer l'histoire

La théorie des probabilités est née d'une énigme sur une partie interrompue. Deux joueurs aux chances égales mettent de l'argent dans un pot ; le premier à gagner un certain nombre de manches emporte tout. La partie s'arrête avant la fin. Comment partager équitablement ? Vers 1654, l'écrivain français Antoine Gombaud, qui se faisait appeler chevalier de Méré, pose la question à Blaise Pascal, et Pascal la résout dans une correspondance avec Pierre de Fermat. Leur réponse pose les fondations des probabilités modernes.

Leur idée clé : regarder vers l'avant, pas vers l'arrière. Ce qui compte, ce n'est pas le nombre de manches déjà gagnées par chacun, mais le nombre de manches qu'il lui reste à gagner. Fermat imagine toutes les façons également probables dont la partie pourrait continuer, compte combien de ces futurs chaque joueur remporte, et partage le pot dans cette proportion. Appliquons sa méthode à un cas simple : si un joueur a besoin d'une manche et l'autre de deux, les deux manches suivantes peuvent se dérouler de quatre façons également probables, et le joueur en retard n'en gagne qu'une. Le pot se partage donc à trois contre un.

Cette idée de peser tous les futurs possibles est devenue une branche entière des mathématiques. Aujourd'hui, la théorie des probabilités attribue à chaque événement un nombre entre 0 et 1. Elle ne peut pas prédire un seul lancer de pièce, mais elle prouve que sur un grand nombre de lancers, la part de « pile » se rapproche de la moitié. Et elle sert de fondement à toute la statistique. Quant à Gombaud, il a ensuite prétendu avoir découvert les probabilités tout seul. Les mathématiciens ne l'ont pas pris au sérieux.

La méthode de Fermat pour partager une partie inachevée
  1. Étape 1: Compter ce qu'il reste à gagner

    A a besoin d'1 manche, B de 2

  2. Étape 2: Dérouler les futurs

    Au plus 2 manches : 4 issues également probables

  3. Étape 3: Compter les victoires

    B ne gagne que s'il remporte les deux manches : 1 sur 4

  4. Étape 4: Partager en proportion

    A reçoit 3 parts du pot, B en reçoit 1

Deux planches de Galton côte à côte : des billes lâchées à travers des rangées de clous s'empilent en colonnes qui dessinent une courbe en cloche.
Une planche de Galton : chaque bille rebondit au hasard, mais ensemble elles s'empilent en courbe en cloche, la loi normale qu'explique le théorème central limite.Photo: Exhibit made by Estes Objethos Atelier, photo by Rodrigo Tetsuo Argenton · CC BY-SA 4.0

Quiz

0/3

  1. 1.Quelle a été l'idée clé de Pascal et Fermat pour le problème des partis ?
  2. 2.Le joueur A a besoin d'une manche, le joueur B de deux, et chaque manche se joue à 50-50. Avec la méthode de Fermat, comment partager le pot ?
  3. 3.Que dit la loi des grands nombres sur les lancers d'une pièce équilibrée ?

Récap

Pour être juste face au hasard, compte les futurs, pas le passé.

Le fait surprenant · Elle est née en 1654 de lettres entre Pascal et Fermat sur la façon de partager la mise d'une partie inachevée.

Sources (3)

Pas de source, pas d'affirmation. Chacun des 22 faits de cette leçon renvoie à au moins une de ces sources.

  1. [1]Probability theory · Wikipedia
  2. [2]Problem of points · Wikipedia
  3. [3]Antoine Gombaud · Wikipedia
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