ガリレオのパラドックス計算機

3個のサイコロの合計、9と10はどちらが出やすい?歴史的難問を解き明かします。

※3個の場合、9と10が比較対象として有名です。

ガリレオのパラドックス(サイコロの問題)とは?

17世紀、トスカーナ大公コジモ2世は、ある賭け事に関する疑問を抱き、宮廷数学者であったガリレオ・ガリレイに質問しました。

「3個のサイコロを振るとき、合計が9になるパターンと10になるパターンは、組み合わせの種類としては同じはずなのに、なぜ10の方が頻繁に出るのか?」

なぜ「同じ」と思われたのか?

サイコロの目を数の「組み合わせ(順序を区別しない)」だけで考えると、9になるパターンと10になるパターンはどちらも6通りです。

合計 9 の組み合わせ 合計 10 の組み合わせ
(1,2,6), (1,3,5), (1,4,4), (2,2,5), (2,3,4), (3,3,3) (1,3,6), (1,4,5), (2,2,6), (2,3,5), (2,4,4), (3,3,4)

直感的には「どちらも6種類だから確率は同じ」と考えがちですが、実際には10の方がわずかに出やすいのです。

ガリレオの解答:順列の重要性

ガリレオは、サイコロの個々の目を区別する「順列(Permutation)」で考える必要があると説きました。例えば、(1,2,6)は3つの数字が異なるため、並び替えのパターンは $3! = 6$ 通りあります。一方、(1,4,4)は4が重複しているため、並び替えは3通りしかありません。

これをすべて計算すると:

  • 合計 9 の場合の数: 25通り (確率 25/216 ≈ 11.57%)
  • 合計 10 の場合の数: 27通り (確率 27/216 ≈ 12.50%)

この2通りの差が、実際のギャンブルの結果に長期的な偏りを生み出していたのです。