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從擲骰子到阿爾法狗:趣談機率

由 好玩的數學 發表于 動漫2021-06-30
簡介如果假設“門”多點就更容易理解了,比如有100扇門,你選定一扇門機率肯定是1100,跑車有99100的可能在剩下的99扇門裡,現在主持人把其中的98扇門都排除了,剩下的一扇門就是這99100的機率的結果

心裡想成功什麼就大機率會成功

本文為“

第三屆數學文化徵文比賽

從擲骰子到阿爾法狗:趣談機率

作者:白雲

作品編號:006

從擲骰子到阿爾法狗:趣談機率

大家聽說過“量子通訊”嗎?我國“墨子號”量子衛星的研發者之一,中科大物理學教授鄧友金先生就是我們漳平二中的傑出校友。鄧友金先生曾經於2018年12月2日來到我們南洋中學給孩子們作了勵志講座。

鄧友金教授本科及碩士就讀於北京師範大學,2004年於荷蘭代爾夫特技術大學獲得博士學位,師從H。W。J。 Bloete教授。隨後分別於美國紐約大學(合作導師A。D。 Sokal教授)及德國海德堡大學(合作導師潘建偉教授)從事博士後研究。2009年起加盟中國科學技術大學近代物理系。2010年至2015年任UMass Amherst兼職助理教授,2016年起任兼職教授 (adjunct professor)。

主要研究興趣包括蒙特卡洛方法、相變及臨界現象理論、和量子模擬理論。迄今(2017年),共發表學術論文100餘篇,包括PRL、PRX、Nature及子刊、Science共計20餘篇,還包括約70篇NPB及PR系列文章。研究獲得973專案、基金委面上等的資助。

從擲骰子到阿爾法狗:趣談機率

(漳平二中校友中科大教授鄧友金先生)

鄧友金先生是物理專業的本科生,理論物理學的碩士生,博士學的是統計物理。潘建偉就是看中了鄧友金先生的統計物理的背景,統計物理學科視野寬廣,正好是這個小組欠缺的一個“角落”。

以上說了一大堆話就是要讓大家知道,統計是一門應用廣泛的學科,有著非常重要的地位。但是我們小學階段接觸的統計知識非常少,也比較簡單。那麼,開啟這本書吧,它將帶你瀏覽一下“統計王國”的無限風光。

本書以悖論、謬誤,以及一些饒有趣味的數學案例作先導,在解答問題的過程中講述機率論中的基本知識和原理,以及其在物理學、資訊理論、網路、人工智慧等領域與技術中的應用。拉普拉斯曾說過:“這門源自賭博機運之科學,必將成為人類知識中最重要的一部分,生活中大多數問題,都將只是機率問題”。

這是一門源於賭博的科學。據說法國一個叫“梅雷”的貴族向帕斯卡請教了一個親身經歷的“分賭注問題”:10分為贏,結果賭博進行到一個8分,一個7分的時候終止了,要怎樣分配賭資?能按比例分配嗎?帕斯卡與著名的業餘數學家費馬進行了通訊討論,費馬認為要決出勝負還要進行四場,有16種可能;而8分那個有11/16贏的可能,7分那個有5/16贏的可能。帕斯卡十分讚賞費馬的清晰的思路,它驗證了帕斯卡自己的結論。但是帕斯卡提出的是不同方法,他提出了離散隨機變數的期望值,是機率加權後得到的平均值。

這本書給我印象最深刻的是“三門問題”,據說這個問題源於美國一個電視遊戲節目:三扇門後面分別藏著一輛跑車和兩隻山羊,然後主持人讓嘉賓選擇一個門,開啟那個門后里面的東西就是嘉賓的獎品。毫無疑問大家都是想得到跑車的。當嘉賓選定一扇門後,主持人打開了另外兩扇門中有山羊的一扇門,問嘉賓換不換選擇?結果很多人認為換不換一個樣,機率都是1/2。實際上如果嘉賓同意換門,他贏的機率會從1/3上升到了2/3。我當初也是持著“一樣”的觀點,然後用撲克牌和孩子們做了實驗。實驗的結果大大出乎我和孩子們的意料,真的是趨向於2/3啊!為什麼會是這樣啊?其實我們可以這樣理解:當你選定一扇門的時候,它的機率是1/3,而剩下的兩扇門的機率是2/3,然後主持人幫你把不是跑車的門都排除了。如果假設“門”多點就更容易理解了,比如有100扇門,你選定一扇門機率肯定是1/100,跑車有99/100的可能在剩下的99扇門裡,現在主持人把其中的98扇門都排除了,剩下的一扇門就是這99/100的機率的結果。所以說雖然剩下兩扇門PK,勝的可能性是“1/2”,實際上它的機率早就決定好了。

這也許像生活:當你選定一扇門的時候,普通人成功的機率很小,而有的人在“有能量的朋友”幫助下,排除了不可能的項,成功的機率大。但是成功的機率大並不代表著一定能實現。所以,努力吧,也許命運女神眷顧你,垂青於你呢!

這本書真的可以拓展我們的眼界,可以學習一些統計學知識。作者張天蓉是著名的科普作家,美國德州奧斯汀大學理論物理博士。她的文風深入淺出,趣味盎然,又保持著科學的嚴謹性。

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