Критерій Келлі і рулетка
Критерій Келлі підказує гравцеві з перевагою, скільки ставити. Для рулетки відповідь однозначна: нічого.

Ставка Келлі = перевага / шанси. При від’ємній перевазі формула дає від’ємну частку, що означає: не ставити. Критерій усе ж корисний, щоб зрозуміти, чому гравці на перекосі визначали ставки саме так і чому всім іншим слід визначати їх за бюджетом.
Критерій
Джон Келлі (John Kelly, 1956) поставив питання: як гравцеві з відомою перевагою визначати ставки, щоб на довгій дистанції максимізувати зростання банкролугрошіБанкролУся сума, відкладена на гру. Керування банкролом – це рішення про те, якою його часткою ризикувати в одній ставці та в одній сесії.Читати повністю →. Відповідь для ставки, що платить b до 1, з ймовірністюматематикаЙмовірністьМіра можливості результату: від 0 до 1 або від 0% до 100%. Одне число: 1/37 = 2,70%.Читати повністю → виграшу p і ймовірністю програшу q = 1 − p, – ставити частку f* = (bp − q) / b банкролу. Додатне f* означає ставити цю частку; нуль або від’ємне – не ставити. Келлі працював у Bell Labs, і його стаття «A new interpretation of information rate» розглядала задачу в межах теорії інформації Клода Шеннона (Claude Shannon): гравець, який отримує підказки лінією зв’язку з шумом і ставить за справедливих виплат, може збільшувати банкрол щонайбільше з тією швидкістю, з якою лінія передає інформацію. 1961 року Лео Брейман (Leo Breiman) довів, що гра за Келлі на довгій дистанції зрештою випереджає будь-яку суттєво іншу стратегію і досягає поставленої мети приблизно за найкоротший час.
Застосування до рулетки
Для червоногоставкаЧервонеСтавка на рівні шанси на 18 червоних чисел. Французькою: rouge.Читати повністю →: b = 1, p = 18/37, q = 19/37; f* = (18/37 − 19/37)/1 = −1/37. Для прямої ставкиставкаПряма ставкаОдне число, виплата 35:1.Читати повністю →: b = 35, p = 1/37, q = 36/37; f* = (35/37 − 36/37)/35 = −1/1295. Кожна стандартна ставка дає від’ємну частку Келлі, бо кожна ставка має від’ємну перевагу, а ставка, оптимальна для зростання, дорівнює нулю. Келлі – це формальний спосіб сказати те, що каже сторінка про перевагу казино: немає такого розміру, за якого ставка з від’ємним математичним сподіванням збільшує банкрол.
Де Келлі діяв
Гравці, які грали на перекосі колеса, мали перевагу і проблему розміру ставок. Джаггер (Jagger), Гарсія-Пелайо (García-Pelayo) та Євдемони мали вирішувати, скільки ставити на виміряну перевагу, а замала ставка марнує перевагу, тоді як завелика ризикує розоренням раніше, ніж перевага проявиться. Для коміркиобладнанняКоміркаОдне з 37 пронумерованих відділень на роторі. Також: лунка, гніздо.Читати повністю →, що випадає 1 раз із 30, Келлі радить 0,57% банкролу за спін на це число: при $10 000 це близько $57 за спін, а типове зростання – близько 0,054% за спін, або ×1,7 за 1 000 спінів. Середній приріст удвічі більший, 0,11% за спін, але Келлі цілиться в типовий банкрол, а не в середній, який роздувають кілька щасливих серій. Половинний Келлі – звичайний практичний вибір, бо оцінка переваги неточна.
Типовий і середній
Розрив між типовим банкролом і середнім великий. Візьміть комірку, яка випадає 1 раз із 25, тобто з перевагою 44%: таку цифру Торп (Thorp) наводить для свого пристрою. Келлі радить ставити на неї 1,26% банкролу. Після 1 000 спінів типовий банкрол зростає приблизно в 11,5 раза, а середній, який тягнуть угору кілька дуже вдалих серій, – приблизно в 249 разів. Ставки, більші за Келлі, піднімають середнє й знижують типовий результат: за подвійної ставки Келлі типовий банкрол лише подвоюється, а за двох з половиною ставок Келлі він уже зменшується, хоча кожна ставка й далі має перевагу 44%. Ставки, менші за Келлі, коштують мало: половина ставки зберігає близько трьох чвертей зростання.
Коли перевага – лише здогад
Келлі припускає, що перевага відома. За столом її оцінюють, і оцінка зазвичай завищена. Приклад Епштейна (Epstein), побудований на 44% Торпа: число, що випало 49 разів за 1 225 спінів на колесі з двома зероколесоЗероЄдина зелена комірка, якої не покриває жодна ставка на рівні шанси, на дюжину чи на колонку; джерело переваги казино. Також: одне зеро, 0.Читати повністю →, – 1 раз із 25, перевага 44%, ставка Келлі 1,26%. Але чесне колесо з двома зеро має 38 чисел, і найчастіше з них випадає 49 чи більше разів за 1 225 спінів приблизно один раз із дев’яти. Найчастіше число в будь-якому записі – водночас те, якому найбільше допомогла удача, тож навіть справді перекошена комірка в записі виглядає кращою, ніж є насправді: це прокляття переможця. Якщо ж ця комірка насправді чесна, ставка Келлі – просто ставка, яка в середньому втрачає 5,26%. Звичайні відповіді – ставити частку від Келлі й рахувати далі, доки перевага не підтвердиться на новому записі (див. «Як виявити перекіс колеса»).
Люди з перевагою
Знати перевагу – не те саме, що добре нею скористатися. Хагані й Дьюї (Haghani and Dewey, 2016) дали 61 учасникові по $25 і пів години на ставки на монету, яка, як їм сказали, випадає орлом у 60% випадків; виграш був обмежений сумою $250 (про цю межу гравці дізнавалися, лише досягнувши її). За Келлі щоразу слід ставити на орла 20% банкролу, і автори оцінюють, що стабільні ставки на 10–20% досягали б межі приблизно в 95% випадків. Дійшли до неї лише 21% гравців. 28% розорилися, 18 із 61 поставили все на один кидок, приблизно третина закінчила з меншою сумою, ніж $25 на початку, а середня виплатагрошіВиплатаТе, що приносить виграшна ставка; записується як «X до 1» понад повернену ставку.Читати повністю → становила $91. Лише п’ятеро з 61 чули про критерій Келлі. Коли перевага є, розмір ставок вирішує, чи ви її збережете; коли її немає, як за чесним колесом, жоден розмір не допоможе.
Що використовувати натомість
Без переваги визначення ставки – питання бюджету, а не зростання: ставка = скільки ви готові витратити за спін, виходячи з погодинного бюджету і темпу столу (сторінка про керування банкролом). Внесок Келлі для звичайного гравця – ясність відповіді: нуль. Усе, що ви ставите понад нуль, – це ціна гри, яку обираєте ви, а не оптимізує жодна формула.
Примітка про частковий Келлі і «керування грошима»
Системи, що продаються як «Келлі для рулетки» і радять фіксований відсоток банкролу на ставку, – це гра фіксованою ставкоюстратегіяГра фіксованою ставкоюСтавити ту саму суму на кожному спіні. База, з якою порівнюють кожну прогресію.Читати повністю → зі ставкою, що зменшується. Вони програють 2,70% суми ставокгрошіСума ставокЗагальна сума, поставлена за сесію або період, разом із повторно поставленими виграшами. Також: handle, action.Читати повністю →, а оскільки ставка зменшується разом із програшем, вони роблять розорення повільним, а не малоймовірним. Це розумний спосіб розтягнути бюджет; але це не Келлі, який сказав би зупинитися.
Формула
Запитання
Лише за виміряної переваги від колеса з перекосомлабораторіяКолесо з перекосомКолесо, фізичні дефекти якого роблять ймовірність деяких комірок більшою за 1/37. Трапляється рідко, виявити його можна лише за тисячами записаних спінів.Читати повністю → або пристрою для відліку часу. Не на чесному колесі.
Бо оцінка переваги має похибку, а завелика ставка коштує дорожче, ніж замала. Половинний Келлі дає три чверті зростання за чверть дисперсіїматематикаДисперсіяМіра того, як широко результати розкидані довкола математичного сподівання. Висока в прямої ставки, низька у ставок на рівні шанси.Читати повністю →.
Ні. Келлі оптимізує зростання за наявності переваги. Керування банкролом контролює витрати за її відсутності.
Цікава математика
Спершу спробуйте розв’язати самі. Кожен розв’язок згорнуто; відкрийте його, коли будете готові.
Пристрій для передбачення Торпа й Шеннона давав перевагу близько 44%. Для одного передбаченого числа Келлі радить ставити 1,26% банкролугрошіБанкролУся сума, відкладена на гру. Керування банкролом – це рішення про те, якою його часткою ризикувати в одній ставці та в одній сесії.Читати повністю →. А що, як та сама перевага 44% припадала б на одну ставку, розподілену на п’ять сусідніх чисел?
Показати розв’язок
Відповідь Тоді Келлі радить 7,1% банкролу, і банкрол зростає майже вшестеро швидше: приблизно в 1,25 мільйона разів за 1 000 ставок проти приблизно 11,5 раза.
Пряма ставкаставкаПряма ставкаОдне число, виплата 35:1.Читати повністю → з перевагою 44% виграє з ймовірністю 0,04, бо 36 × 0,04 = 1,44. Ставка Келлі – це перевага, поділена на шанси виплати: 0,44/35 = 1,26%. Типове зростання за ставку – 0,04 × ln(1 + 35 × 0,0126) + 0,96 × ln(1 − 0,0126) ≈ 0,00244, тож 1 000 ставок множать банкрол приблизно на e^2,44 ≈ 11,5.
Розподіліть одну ставку на п’ять чисел – і вона виграє з ймовірністю 0,20 і платить 36/5 за 1, тобто 6,2 до 1: перевага все ще 44%, бо 0,2 × 7,2 = 1,44. Ставка Келлі стає 0,44/6,2 = 7,10%, а зростання за ставку – 0,01404, приблизно в 5,75 раза більше. За 1 000 ставок це e^14,04, близько 1,25 мільйона.
Перевага та сама; коливання менші. Ставка, що виграє раз на п’ять, може нести більшу частку банкролу без ризику розорення, і зростання за Келлі це винагороджує. Торп (1984) на цьому прикладі показує, чому гравці з передбаченням ставлять на секториколесоСекторСуцільна дуга комірок на колесі, на відміну від групи чисел на ігровому полі.Читати повністю →. На практиці п’ять сусідівставкаСусідиЧисло і по дві комірки з кожного боку від нього на колесі, п’ять фішок прямими ставками.Читати повністю → мають трохи меншу перевагу, ніж одне найкраще число (див. «Гра з перевагою»).
Гравець знайшов дві сусідні коміркиобладнанняКоміркаОдне з 37 пронумерованих відділень на роторі. Також: лунка, гніздо.Читати повністю →, кожна з яких випадає 1 раз із 25 замість 1 із 37. Ставити на сплітставкаСплітДва сусідні числа, виплата 17:1.Читати повністю → між ними з виплатою 17 до 1 чи на кожне число прямою ставкою? Скільки радить ставити Келлі і як швидко зростає банкрол порівняно з однією такою коміркою?
Показати розв’язок
Відповідь Різниці немає: 2,59% банкролу на спліт або 1,29% на кожне число. Типовий банкрол зростає приблизно в 155 разів за 1 000 спінів проти 11,5 раза з однією коміркою.
Спліт виграє з ймовірністюматематикаЙмовірністьМіра можливості результату: від 0 до 1 або від 0% до 100%. Одне число: 1/37 = 2,70%.Читати повністю → 2/25 = 0,08 і виплачує 17 до 1, тож повертає 18 × 0,08 = 1,44 на поставлену одиницюгрошіОдиницяБазова ставка, якою оперує система або гравець. Прогресії описують в одиницях, щоб вони підходили для будь-якого столу.Читати повністю →: перевага 44%, як і в однієї комірки з перекосом. Ставка Келлі – це перевага, поділена на шанси виплати: 0,44/17 = 2,59%.
Дві прямі ставки по 1,29% дають точно такі самі результати. Коли випадає одне з чисел, одна фішкагрошіФішкаЖетон, що позначає певну суму; його кладуть на ігрове поле, щоб зробити ставку. Також: check.Читати повністю → виграє 35 до 1, а інша програє, чистий результат 34 × 1,29% = 44% банкролу, як і виплата спліта; коли не випадає жодне, програють обидві.
Зростання за спін – 0,00505 проти 0,00244 для однієї комірки, тож за 1 000 спінів типовий банкрол зростає в e^5,046 ≈ 155 разів, а не в e^2,44 ≈ 11,5 раза. Два добрі числа варті набагато більше, ніж удвічі одне, і тому гравці на перекосі ставлять на групи чисел. Торп (1984) робить те саме порівняння.
Трохи гумору

Ставка в рулетці, оптимальна для зростання, – число, яке всі вже знають.
Джерела
- Kelly, J. L. “A new interpretation of information rate.”
- Breiman, L. “Optimal gambling systems for favorable games.”
- Thorp, E. O. “Optimal gambling systems for favorable games.”
- Thorp, E. O. The Mathematics of Gambling.
- Epstein, R. A. The Theory of Gambling and Statistical Logic, 2nd ed.
- Taylor, D. G. Games, Gambling, and Probability: An Introduction to Mathematics, 2nd ed.
- Ethier, S. N. The Doctrine of Chances: Probabilistic Aspects of Gambling.
- Haghani, V. & Dewey, R. “Rational decision-making under uncertainty: observed betting patterns on a biased coin.”