Part 5 · Risk & Decisions 风险与决策

5.2 The Kelly Criterion, Intuitively 凯利公式的直觉版:下注比例比方向更要命

难度 ★★★ 阅读 + 玩 ~20 min 直觉翻车率 极高 前置 5.1 期望值 ≠ 好决策

本章只讲概率直觉,不构成任何交易、投资或博彩建议。凯利公式在现实中的应用受到诸多限制(真实胜率无法精确知道、赔率会变、结果并非独立、存在交易成本与流动性约束),本章的模拟是理想化的教学模型,不能直接套用于任何实际决策。涉及资金的决定请咨询有资质的专业人士。

Guess First 先猜一次

一个明显有利的赌局

有这样一个赌局,你可以反复玩 200 次:

60% 概率赢,赢了翻倍(押多少赚多少)
40% 概率输,输了本金全没

每一注的期望值 = 0.6 × 1 − 0.4 × 1 = +0.2 倍,明显有利。

你有 100 元本金。每一轮该押上本金的百分之几?

凭直觉选一个:

押好了。正确答案是 20%——而选「押一半」的人,在 1000 条模拟路径里有 76.5% 会破产,尽管每一注的期望值都是正的。
Core Concept 核心概念

为什么「押多少」比「押哪边」更要命

5.1 章末尾那条曲线已经剧透了答案:它先升后降。下注太少,赚得慢;下注太多,会亏——即使每一注的期望值都是正的。中间有一个最优点。

为什么会「亏」?因为财富是连乘的,不是连加的。而连乘对损失极不宽容:

先赚 50%,再亏 50%:
100 → 150 → 75 (不是 100)

亏掉 50% 之后,需要赚 100% 才能回本。
亏掉 90% 之后,需要赚 900%。

这个不对称是所有麻烦的根源。下注比例越大,单次损失越深,而深的损失需要不成比例的收益才能补回来。到某个点之后,「偶尔的大亏」造成的复利伤害,会超过「经常的小赚」带来的复利收益——于是长期增长率由正转负。

凯利公式

1956 年,贝尔实验室的 John L. Kelly Jr. 给出了那个最优点的表达式:

f* = (p × (b+1) − 1) ÷ b

f* = 该押上本金的比例  p = 胜率  b = 赢一次赚几倍

代入本章的赌局:p = 0.6,b = 1
f* = (0.6 × 2 − 1) ÷ 1 = 0.2,即 20%

还有一个更好记的等价形式(当 b = 1,即赢亏对等时):

f* = p − q (胜率减去败率)

60% 胜率 → 0.6 − 0.4 = 20%。
直觉版:你的优势有多大,就押多大比例。

这个公式最优化的不是期望财富,而是财富的长期增长率——也就是你实际经历的那条时间线上的复合收益。它等价于最大化 5.1 章的对数效用,这不是巧合:对数正是把连乘变成连加的那个函数。

凯利公式回答的问题,和「这个赌局值不值得赌」是两个完全不同的问题。期望值告诉你方向(该不该赌),凯利告诉你规模(赌多大)。方向错了,你会慢慢亏钱;规模错了,你会迅速归零——即使方向是对的。下面的实验会让你看到,同一个「有利」的赌局,规模选错就是一场灾难。

为什么现实中几乎没人用满仓凯利

需要立刻加上的三条限制,否则这个公式会害人:

① 你不知道真实的 p。公式假设你精确知道胜率。现实中 p 是估计出来的,而高估 p 会让你系统性地超额下注——而超过凯利比例的代价是不对称的(下面实验会看到)。因此实务中常用「半凯利」等更保守的比例:增长率只损失约 25%,波动却能减半。

② 凯利比例下的波动大得超出多数人的承受力。即便在最优比例上,路径中出现腰斩也是家常便饭。一个数学上最优、但你会在半路上放弃的策略,实际上并不最优。

③ 它假设结果独立、可以无限重复。现实中的机会往往相关、有限、且伴随成本。

Interactive Lab 交互实验

1000 条路径,200 轮

每条细线是一条独立的人生:从本金 ×1 出发,走 200 轮。纵轴是对数刻度(财富要跨好几个数量级)。红线是破产的路径。

请务必盯住「中位数」和「破产率」这两个数字,而不是均值。均值描述的是所有平行宇宙的平均,而你只走一条路。

Kelly Paths · 千条路径模拟
— ×1 归零 第 1 轮 第 200 轮
活下来的路径(图中抽样 40 条) 破产的路径 横虚线 = 本金水平
×56.10
中位数结局
(你最可能经历的)
×5.5e+3
平均值
(被极少数路径拉高)
0.6%
破产率
20.0%
这个赌局的凯利比例 f*

三个预设的对比,是本书最值得记住的一组数字:

每轮仓位中位数结局平均值破产率
5%(保守)×6.37×7.60.0%
20%(凯利)×56.10×5,5000.6%
50%(激进)×0.00×98,00076.5%

请仔细看「激进」那一行。它的平均值是凯利档的 18 倍,看起来遥遥领先。可它的中位数是零,而且四分之三的路径破了产。那个惊人的平均值,来自极少数几条一路狂赢的路径——它们把均值单枪匹马地扛了起来,而绝大多数人走的不是那几条。

这就是「均值」和「你的人生」之间的鸿沟,也是 5.4 章遍历性问题的具体形态。

还有一个值得亲手做的实验:把仓位从 20% 慢慢往上拖。你会发现中位数在 20% 附近见顶,然后开始下滑;到 40% 左右转为亏损;再往上就是断崖。而在整个过程中,每一注的期望值始终是正的,从头到尾没变过。——赌局一直有利,只是你押得太多,把有利的赌局玩成了必输的赌局。

Case Study 真实案例

一条信息论公式,怎么跑到赌桌上去的

J. L. Kelly Jr., 1956 · 与 Edward Thorp 的实践

1956 年,贝尔实验室的物理学家 John L. Kelly Jr. 在《贝尔系统技术期刊》上发表了一篇题为《信息率的一种新解释》的论文。

有意思的是,这篇论文的出发点根本不是赌博,而是信息论。Kelly 的同事 Claude Shannon 刚刚建立了信息论,而 Kelly 想给「信息率」这个抽象量找一个具体的解释。他构造了一个思想实验:假设赌徒能通过一条有噪声的信道提前收到比赛结果,那么他的财富增长率能有多快?

答案漂亮得惊人:财富的最大长期增长率,恰好等于那条信道的信息传输率。而实现这个增长率的下注策略,就是按上面那个公式分配仓位。「信息」和「钱」在这里被一个等式连了起来。

1956
Kelly 论文发表于信息论语境
1962
Thorp《Beat the Dealer》出版
增长率
它最大化的是这个,不是期望财富

把它带到现实赌桌上的是数学家 Edward Thorp。1960 年代初,Thorp 证明了二十一点的算牌可以让玩家获得微小但真实的优势,随后用凯利公式来决定每一手该下多大注——因为他很清楚,光有优势是不够的,下注规模决定了他能否活到优势兑现。他把这套方法写成了 1962 年的畅销书《Beat the Dealer》,此后又将类似的思路用于金融市场。

Kelly 本人从未用这个公式赌过钱,他 1965 年因病去世,年仅 41 岁。

关于凯利公式,学术界有过一场值得一提的争论。包括 Paul Samuelson 在内的一些经济学家批评过「凯利准则是唯一理性选择」这一主张——他们指出,最大化长期增长率只是众多合理目标之一,它等价于假定投资者恰好具有对数效用;而一个风险偏好不同的人,选择别的比例是完全理性的。Samuelson 的批评相当尖锐,甚至写过一篇几乎全用单音节词的文章来表达。这场争论至今没有定论,而它本身正是 5.1 章那句话的注脚:不存在一个对所有人都正确的效用函数。

不过有一点是各方都同意的,也是本章唯一希望你带走的:下注规模是一个独立于「方向是否正确」的决策维度,而且它对长期结果的影响,往往大于方向本身。

来源:J. L. Kelly Jr., "A New Interpretation of Information Rate", Bell System Technical Journal, Vol. 35, 1956, pp. 917–926;Edward O. Thorp,《Beat the Dealer》, 1962,及其后续关于凯利准则的论述。相关批评见 Paul A. Samuelson, "Why we should not make mean log of wealth big though years to act are long", Journal of Banking & Finance, 1979。本节不构成任何交易或博彩建议。
Quiz 自测

章末自测

计算题一个赌局:55% 概率赢,赢了赚 1 倍,输了本金全没。凯利比例是多少?如果赢了能赚 2 倍呢?

第一问(b = 1):用简化式 f* = p − q = 0.55 − 0.45 = 10%。

第二问(b = 2):f* = (p(b+1) − 1) ÷ b = (0.55 × 3 − 1) ÷ 2 = 0.65 ÷ 2 = 32.5%。

值得注意的是赔率改善带来的杠杆:胜率一点没变,只是赢的时候赚得更多,最优仓位就从 10% 跳到了 32.5%,翻了三倍多。

直觉上的解释:凯利比例衡量的是你的优势相对于风险的大小。赔率变好时,同样的胜率带来了更大的优势,而下行风险(输掉本金)没变——于是值得押更多。这也提醒一件事:在评估任何机会时,「赢面多大」和「赢了能拿多少」是两个必须分开问的问题,而人们往往只盯着前一个。

概念题为什么押 50% 时平均值高达 ×98,000,中位数却是 0?这两个数字哪个更能描述「你会经历什么」?

因为财富分布是极度右偏的。200 轮之后,绝大多数路径已经归零,但极少数「运气好到离谱」的路径财富呈天文数字——比如连赢 150 轮的那条,财富是 1.5¹⁵⁰ 这个量级。这一条路径足以把 1000 条路径的平均值单独扛起来。

中位数更能描述你会经历什么。因为你只走一条路,而中位数正是「一半路径比它好、一半比它差」的那个分界点——它回答的是「典型情况」。均值回答的是「如果我能同时活在 1000 个平行宇宙里、并且能把财富汇总」,而这个前提对个人根本不成立。

一个更锋利的说法:均值属于集合(很多人各赌一次),中位数属于个人(一个人赌很多次)。只有当分布不太偏、或者你真的能把风险分散到很多独立的赌局上时,两者才接近。这个区分就是遍历性问题,5.4 章的主题。

顺带一句实用推论:看到任何用「平均回报」宣传的东西,问一句中位数是多少。两者差得越远,说明结果越依赖极少数的幸运儿。

场景判断你估计某个机会的胜率是 60%,于是按凯利押 20%。但你的估计其实有误差,真实胜率只有 50%。会发生什么?反过来,如果真实胜率是 70% 而你只押了 20% 呢?

高估的情况(真实 50%,你押 20%):真实的凯利比例是 f* = 0.5 − 0.5 = 0——这个赌局根本没有优势,最优仓位是不下注。你押 20%,等于在一个零期望的赌局上反复承担波动,长期增长率是负的,财富会缓慢但稳定地被磨掉(因为连乘对波动的惩罚)。可以在实验里把胜率拖到 50%、仓位保持 20% 亲眼看看。

低估的情况(真实 70%,你押 20%):真实的凯利比例是 40%,你只押了一半。结果是增长率低于最优,但完全不会出事——保守的代价是「赚得慢」,激进的代价是「归零」。

这个不对称是本章最实用的一条:估计误差在两个方向上的代价完全不同。低估让你少赚,高估可能让你出局。而现实中你对胜率的估计几乎必然带着误差,方向还未必知道。

因此实务中的通行做法是「半凯利」或更保守:按公式算出 f* 之后只押一半。数学上,半凯利的长期增长率约为满凯利的 75%,而波动大约减半。用四分之一的增长率,换掉一半的波动和大部分的估计误差风险——对绝大多数人来说,这是一笔划算得多的交易。

思考题凯利公式假设你能反复下注、且每次结果独立。现实中哪些决策符合这个前提,哪些不符合?对不符合的那些,本章还剩下什么可用的东西?

比较符合的:高频、小额、彼此独立的重复决策。比如做市商的报价、保险公司的承保、大规模 A/B 测试的资源分配。这些场景里「很多次」是真的,独立性也大致成立。

不符合的(也就是人生的大部分):

· 一次性的重大决定。换工作、买房、创业、结婚——没有「反复下注」可言。凯利在这里没有直接适用性。

· 结果高度相关的决策。同时持有十只同行业股票,看起来是十注,实际上接近一注。把相关的赌注当成独立的,是超额下注最常见的隐蔽形式。

· 损失不可逆的场合。健康、声誉、关系——这些没有「本金归零后重新开始」的选项。

那还剩下什么?剩下的其实是最有价值的部分——三个可以随身携带的问题:

① 这个决定占我总资源的多大比例?凯利最深的洞见不是那个公式,而是「规模是一个独立的决策维度」。哪怕算不出精确的 f*,问一句「这占我的百分之几」也已经避开了大部分灾难。

② 最坏情况下我会不会出局?如果会,那么无论期望值多好,比例都太大了。这一条不需要任何公式。

③ 我这些赌注真的互相独立吗?把相关的风险数成独立的,是所有超额下注的共同起点。

这三个问题,比公式本身更接近本章想留下的东西。而它们也把我们带到了最后两章:当尾部比你以为的厚(5.3),以及当「重复很多次」这个前提根本不成立时(5.4),该怎么办。