Υπολογιστές ρουλέτας
Πώς ένας υπολογιστής χρονομετρεί την μπίλια, ποιοι κατασκεύασαν τους πρώτους και πόσο ακριβής πρέπει να είναι.

Ένας υπολογιστής ρουλέτας χρονομετρεί την μπίλια και τον ρότορα στα πρώτα δευτερόλεπτα μιας περιστροφής και υποδεικνύει το τμήμα του τροχού όπου αναμένεται να καταλήξει η μπίλια. Ο Έντουαρντ Θορπ (Edward Thorp) και ο Κλοντ Σάνον (Claude Shannon) κατασκεύασαν τον πρώτο το 1961, και οι Eudaemons κατασκεύασαν ψηφιακούς από το 1976. Η μέθοδος χρειάζεται στοιχήματα που γίνονται δεκτά μετά την εκτόξευση: τα live στούντιο σήμερα κλείνουν τα στοιχήματα με την εκτόξευση, και η Νεβάδα απαγορεύει τέτοιες συσκευές από το 1985.
Πώς κατασκευάστηκε ο πρώτος υπολογιστής ρουλέτας
Η ιδέα ήρθε στον Έντουαρντ Θορπ την άνοιξη του 1955, όταν ήταν μεταπτυχιακός φοιτητής φυσικής στο UCLA: ένας τροχός πολύ καλοφτιαγμένος για να έχει μεροληψία θα έπρεπε να στέλνει την μπίλιαεξοπλισμόςΜπίλιαΗ μικρή σφαίρα που εκτοξεύεται στην τροχιά αντίθετα από τον ρότορα. Οι σύγχρονες μπίλιες είναι από ιβορίνη ή τεφλόν, 18–21 χλστ.Όλο το λήμμα → σε τροχιά τόσο προβλέψιμη όσο ενός πλανήτη. Κινηματογράφησε έναν φθηνό τροχό μισού μεγέθους με ένα χρονόμετρο μέσα στο κάδρο και τον βρήκε υπερβολικά ακανόνιστο για να προβλεφθεί, ενώ ένα ταξίδι στη Νεβάδα τον Δεκέμβριο του 1958 του έδειξε ότι οι τροχοί των καζίνο γύριζαν ομαλά. Έπειτα τον απορρόφησε το μπλάκτζακ. Τον Νοέμβριο του 1960, στο MIT, ζήτησε από τον Κλοντ Σάνον να υποβάλει την εργασία του για το μέτρημα φύλλων στην Εθνική Ακαδημία Επιστημών των ΗΠΑ· στο τέλος της συνάντησης ο Σάνον τον ρώτησε με τι άλλο ασχολούνταν, και το σχέδιο της ρουλέτας μεταφέρθηκε στο υπόγειο του Σάνον. Αγόρασαν από το Ρίνο έναν κανονικό τροχό καζίνο για $1.500, τον έστησαν σε ένα παλιό μπιλιάρδο με πλάκα σχιστόλιθου και χρονομετρούσαν την μπίλια με ένα στροβοσκοπικό φως και ένα ρολόι που έδειχνε εκατοστά του δευτερολέπτου. Με την εξάσκηση τα σφάλματα χρονομέτρησής τους έπεσαν από περίπου 0,03 σε 0,01 δευτερόλεπτα. Ως τον Ιούνιο του 1961 ο υπολογιστής είχε δώδεκα τρανζίστορ και το μέγεθος ενός πακέτου τσιγάρων: ένας διακόπτης στο παπούτσι, που τον πατούσαν με το μεγάλο δάχτυλο του ποδιού, χρονομετρούσε τον ρότοραεξοπλισμόςΡότοραςΤο περιστρεφόμενο μέρος του τροχού που φέρει τις θήκες.Όλο το λήμμα → και την μπίλια, και ένας τόνος στο ένα αυτί υποδείκνυε έναν από τους οκτώ τομείςτροχόςΤομέαςΈνα συνεχόμενο τόξο θηκών στον τροχό, σε αντιδιαστολή με μια ομάδα στο ταμπλό.Όλο το λήμμα → του τροχού. Στο Λας Βέγκας εκείνο το καλοκαίρι ο Σάνον χρονομετρούσε δίπλα στον τροχό και σημείωνε αριθμούς όπως κάθε παίκτης συστημάτων, ενώ ο Θορπ ποντάριζε δεκάρες στην άλλη άκρη του τραπεζιού. Οι προβλέψεις έστεκαν, αλλά τα λεπτά σαν τρίχα καλώδια προς το ακουστικό έσπαγαν συνεχώς, και μια φορά μια γυναίκα δίπλα στον Θορπ κοίταξε με τρόμο το μικρό ηχείο που εξείχε από το αυτί του. Δεν πόνταραν ποτέ σοβαρά. Ο Θορπ ανακοίνωσε το σύστημα το 1966 και δημοσίευσε τις λεπτομέρειες το 1979 και το 1984.
Οι πρώτοι ψηφιακοί υπολογιστές
Η μηχανή των Θορπ και Σάνον ήταν αναλογική: το κύκλωμά της ήταν το πρόγραμμά της, και για να αλλάξει η μέθοδος έπρεπε να αλλάξει η καλωδίωση. Ο μικροεπεξεργαστής κατάργησε αυτόν τον περιορισμό. Ο Άλαν Λιούις (Alan Lewis), φοιτητής στο Caltech, πήρε το 1972 έναν αυτοσχέδιο ψηφιακό υπολογιστή μέσα σε θήκη φωτογραφικής μηχανής στο Circus Circus του Λας Βέγκας, χρονομετρούσε τροχούς από έναν εξώστη πάνω από τα τραπέζια και έστελνε με ασύρματο τις προβλέψεις σε έναν συνεργάτη από κάτω. Ο υπολογιστής δούλεψε, αλλά δεν έβγαλε χρήματα· αργότερα ο Λιούις έμαθε ότι είχε παραλείψει την κλίση του τροχού. Από το 1976 μια ομάδα φοιτητών φυσικής στη Σάντα Κρουζ, οι Eudaemons, έκανε τη δουλειά διεξοδικά. Αγόρασαν έναν τροχό καζίνο, μέτρησαν την μπίλια, τον ρότορα, την κλίση και την αναπήδηση, και έγραψαν εξισώσεις με πέντε ρυθμίσεις, τις οποίες ο παίκτης προσάρμοζε σε κάθε τροχό πατώντας διακόπτες με τα δάχτυλα των ποδιών επί περίπου είκοσι λεπτά πριν ποντάρει. Ο υπολογιστής τους υποδείκνυε έναν από οκτώ τομείς λίγα δευτερόλεπτα μετά την αρχή της περιστροφής. Σε πραγματικό τραπέζι, τον Ιανουάριο του 1978, έδωσε πλεονέκτημα που οι ίδιοι υπολόγισαν σε 25%· ο εξοπλισμός, δεμένος στο σώμα και αργότερα ενσωματωμένος σε παπούτσια, αστοχούσε πολύ συχνότερα από τη φυσική (δείτε «Οι Eudaemons»).
Γιατί είχαν σημασία τα καθυστερημένα στοιχήματα
Ένα καζίνο μπορεί να σταματήσει εντελώς την πρόβλεψη αν δεν δέχεται στοιχήματα μόλις εκτοξευτεί η μπίλια. Ο Θορπ διαπίστωσε ότι σχεδόν κανένα δεν το έκανε: στο Ρίνο, στο Λας Βέγκας, στο Λονδίνο, στο Μόντε Κάρλο, στη Νίκαια, στη Βενετία και στο Πουέρτο Ρίκο η συνήθης πρακτική ήταν να ακούγεται «Τέλος στοιχημάτωνδιαδικασίαΤέλος στοιχημάτωνΗ ανακοίνωση του κρουπιέρη (ή το μήνυμα στην οθόνη) που κλείνει τα στοιχήματα. Οι μάρκες δεν επιτρέπεται πλέον να τοποθετηθούν, να μετακινηθούν ή να αφαιρεθούν.Όλο το λήμμα →» μία ή δύο στροφές πριν πέσει η μπίλια. Αυτό το περιθώριο χρειάστηκε από τότε κάθε μέθοδος πρόβλεψης, από τους Eudaemons ως τις καθυστερημένες αναγγελίες στοιχημάτων της ομάδας του Ritz στο racetrackτραπέζιRacetrackΗ οβάλ λωρίδα στα live και στα ηλεκτρονικά ταμπλό που δείχνει τους αριθμούς στη σειρά του τροχού και χρησιμεύει για την τοποθέτηση στοιχημάτων γειτόνων και τομέων με ένα πάτημα.Όλο το λήμμα → (την οβάλ λωρίδα με τους αριθμούς στη σειρά του τροχού). Η Νεβάδα απαγόρευσε τις συσκευές πρόβλεψης τον Μάιο του 1985, και τα live στούντιο σήμερα κλείνουν τα στοιχήματα με την εκτόξευση.
Πώς αντέδρασαν τα καζίνο
Τα χρόνια που τα στοιχήματα γίνονταν ακόμη δεκτά μετά την εκτόξευση, τα καζίνο αντιμετώπιζαν τους ύποπτους παίκτες μέσω του κρουπιέρη. Οι αφηγήσεις για τους παίκτες του συστήματος του Νόρμαν Λι (Norman Leigh) στη Νίκαια το 1966 και για μεταγενέστερες ομάδες πρόβλεψης περιγράφουν νέο κρουπιέρηάνθρωποιΚρουπιέρηςΟ υπάλληλος που διευθύνει το παιχνίδι σε ένα τραπέζι ρουλέτας.Όλο το λήμμα → σε κάθε περιστροφή, αλλαγή μπίλιας, περιστροφές σύντομες ή γρήγορες, ένα τραπέζι γεμάτο με ανθρώπους του ίδιου του καζίνο και, στο τέλος, κλειστό τραπέζι. Αυτές οι ιστορίες προέρχονται από την πλευρά των παικτών και ελέγχονται δύσκολα (Γκόλντμαν, Goldman, 2007). Οι τακτικές πάντως βγάζουν νόημα: μια σύντομη ή γρήγορη περιστροφή δεν μπορεί να στείλει τη μπίλια σε μια συγκεκριμένη θήκηεξοπλισμόςΘήκηΈνα από τα 37 αριθμημένα διαμερίσματα του ρότορα. Επίσης: υποδοχή, κύπελλο.Όλο το λήμμα →, αλλά χαλάει τη χρονομέτρηση που μετρά όποιος κάνει πρόβλεψη.
Πόσο καλή πρέπει να είναι η πρόβλεψη
Ο Θορπ (1984) υπολόγισε πόσο αξίζει μια πρόβλεψη όταν το σφάλμα της ακολουθεί καμπύλη καμπάνας: σε μια τυπική περιστροφή η προβλεπόμενη θήκη απέχει σ θήκες προς τη μία ή την άλλη πλευρά. Ποντάρετε μόνο τον προβλεπόμενο αριθμό, ή αυτόν και δύο γείτονεςστοίχημαΓείτονεςΈνας αριθμός και οι δύο θήκες σε κάθε πλευρά του στον τροχό, πέντε μάρκες straight up.Όλο το λήμμα → από κάθε πλευρά, και το πλεονέκτημα εξαρτάται μόνο από το σ. Μια τέλεια πρόβλεψη θα κέρδιζε κάθε straight upστοίχημαStraight upΈνας μόνο αριθμός (πλεν), πληρώνει 35:1.Όλο το λήμμα →. Με σ = 10 θήκες, την ακρίβεια που πέτυχαν ο Θορπ και ο Σάνον, ένα straight up αποδίδει περίπου +44%, το νούμερο που δίνει ο Θορπ για τη συσκευή τους· η αφήγησή του του 1998 το τοποθετεί στο πιο ευνοημένο όγδοο του τροχού. Το πλεονέκτημα πέφτει γρήγορα καθώς μεγαλώνει το σφάλμα και χάνεται γύρω στις 17 θήκες σε ευρωπαϊκό τροχό και στις 16 σε αμερικανικό, όταν η πρόβλεψη αστοχεί σχεδόν κατά τον μισό τροχό. Ο δικός του λογαριασμός σφαλμάτων δείχνει γιατί αυτό το όριο είναι κοντά: χωριστά σφάλματα 1,4 και 5,5 θηκών από τη χρονομέτρηση του ρότορα και της μπίλιας, 7 από την πτώση της μπίλιας πάνω στους εκτροπείςεξοπλισμόςΕκτροπέαςΈνα από τα μεταλλικά εμπόδια στην κεκλιμένη ζώνη που σκορπίζουν την μπίλια καθώς πέφτει. Επίσης: κανό, διαμάντι, πείρος.Όλο το λήμμα → και 6 από την αναπήδηση στις θήκες συνδυάζονται σε περίπου 10,8.
Ερωτήσεις
Όχι. Δεν υπάρχει μπίλια. Ο αριθμός κληρώνεται από λογισμικό πριν από το κινούμενο σχέδιο.
Θα ήταν ευάλωτα στη χρονομέτρηση, γι' αυτό κανένα δεν λειτουργεί έτσι.
Παίζοντας με τα μαθηματικά
Δοκιμάστε πρώτα μόνοι σας. Κάθε λύση είναι διπλωμένη· ανοίξτε την όταν είστε έτοιμοι.
Ένα προφορικό στοίχημα γειτόνωνστοίχημαΓείτονεςΈνας αριθμός και οι δύο θήκες σε κάθε πλευρά του στον τροχό, πέντε μάρκες straight up.Όλο το λήμμα → βάζει μία μάρκαχρήματαΜάρκαΚέρμα-σύμβολο που αντιπροσωπεύει ένα καθορισμένο ποσό και τοποθετείται στο ταμπλό για να γίνει ένα στοίχημα. Αγγλικά: chip, επίσης cheque.Όλο το λήμμα → σε έναν αριθμό και στις δύο θήκεςεξοπλισμόςΘήκηΈνα από τα 37 αριθμημένα διαμερίσματα του ρότορα. Επίσης: υποδοχή, κύπελλο.Όλο το λήμμα → από κάθε πλευρά του στον τροχό: πέντε μάρκες. Πόσο συχνά πρέπει μια πρόβλεψη να πέφτει σε αυτές τις πέντε θήκες για να ισοφαρίσει, και τι αποδίδει αν πετυχαίνει μία φορά στις πέντε;
Εμφάνιση λύσης
Απάντηση Ισοφαρίζει στα 5 στα 36, 13,9%, έναντι 13,5% από καθαρή τύχη. Αν πετυχαίνει μία φορά στις πέντε, επιστρέφει 44% περισσότερα από όσα ποντάρει.
Αν το στοίχημα πετύχει, μία μάρκα κερδίζει 35 προς 1 και επιστρέφει μαζί με τα κέρδη της, 36 μάρκες, και οι άλλες τέσσερις χάνονται. Άρα μια επιτυχία επιστρέφει 36 για 5 ποντάρισμα, και το στοίχημα ισοφαρίζει αν πετυχαίνει 5 φορές στις 36, 13,9%. Από τύχη πετυχαίνει 5 φορές στις 37, 13,5%. Από αυτή τη μικρή διαφορά, λιγότερο από μισή ποσοστιαία μονάδα, προέρχεται όλο το 2,70%.
Με μία επιτυχία στις πέντε, επιστρέφουν 0,2 × 36 = 7,2 μάρκες για κάθε 5 ποντάρισμα, +44%. Με μία στις τέσσερις, +80%.
Γι’ αυτό μια μικρή βελτίωση της ακρίβειας αξίζει τόσο πολύ, και γι’ αυτό τα καζίνο κλείνουν νωρίς τα προφορικά στοιχήματατραπέζιΠροφορικό στοίχημαΣτοίχημα που ανακοινώνεται στον κρουπιέρη αντί να τοποθετηθεί με το χέρι (call bet), συνήθως στοίχημα σε τομέα του τροχού όπως το voisins ή το tiers. Επίσης «ανακοινωμένο στοίχημα».Όλο το λήμμα → στα υψηλά πονταρίσματα: αυτή η μικρή διαφορά είναι όλο το περιθώριο του καζίνο. Οι παίκτες του Ritz το 2004 φέρεται να πόνταραν με αυτόν τον τρόπο.
Ο Θορπ (Thorp) κατέγραψε τέσσερα ανεξάρτητα σφάλματα στην πρόβλεψή του, σε θήκες: 1,4 από τη χρονομέτρηση του ρότοραεξοπλισμόςΡότοραςΤο περιστρεφόμενο μέρος του τροχού που φέρει τις θήκες.Όλο το λήμμα →, 5,5 από τη χρονομέτρηση της μπίλιαςεξοπλισμόςΜπίλιαΗ μικρή σφαίρα που εκτοξεύεται στην τροχιά αντίθετα από τον ρότορα. Οι σύγχρονες μπίλιες είναι από ιβορίνη ή τεφλόν, 18–21 χλστ.Όλο το λήμμα →, 7 από την πτώση της μπίλιας πάνω στους εκτροπείςεξοπλισμόςΕκτροπέαςΈνα από τα μεταλλικά εμπόδια στην κεκλιμένη ζώνη που σκορπίζουν την μπίλια καθώς πέφτει. Επίσης: κανό, διαμάντι, πείρος.Όλο το λήμμα → και 6 από την αναπήδηση στις θήκες. Πόσο μεγάλο είναι το σύνολο, και πόσο προσθέτουν τα δύο σφάλματα χρονομέτρησης;
Εμφάνιση λύσης
Απάντηση Περίπου 10,8 θήκες συνολικά. Χωρίς τα σφάλματα χρονομέτρησης θα ήταν 9,2, άρα οι δύο χρονομετρήσεις προσθέτουν μόνο 1,6.
Τα ανεξάρτητα σφάλματα δεν προστίθενται απευθείας· προστίθενται τα τετράγωνά τους. Το τυπικό μέγεθος του συνόλου είναι η τετραγωνική ρίζα του αθροίσματος των τετραγώνων: 1,4² + 5,5² + 7² + 6² = 1,96 + 30,25 + 49 + 36 = 117,2, και √117,2 ≈ 10,8.
Χωρίς τα δύο σφάλματα χρονομέτρησης: √(49 + 36) = √85 ≈ 9,2.
Ένα σύνολο 10,8 θηκών είναι μέσα στο όριο των 17 θηκών του πίνακα αυτής της σελίδας και αξίζει περίπου +34% σε έναν αριθμό. Το δίδαγμα που έβγαλε ο Θορπ: όταν η πτώση πάνω στους εκτροπείς είναι το μεγαλύτερο σφάλμα, η καλύτερη χρονομέτρηση κερδίζει λίγα.
Κωμικό διάλειμμα

Η φυσική δουλεύει. Το παράθυρο πονταρίσματος έκλεισε.
Πηγές
- 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, chapter 465.