眠眠
猴年春節(jié)還未至,著名的第三方支付平臺(tái)支付寶就跟大家耍起了猴把戲。推出的集五福卡活動(dòng)像病毒一樣侵入到了各大社交媒體,支付寶一直冷清的“通訊錄”和“生活圈”一下子炸了起來(lái),微信朋友圈也被各種交換??ㄋ⑵亮?,全國(guó)人民都在集五福。“你搶到敬業(yè)福了嗎?”這句話已然變成了小伙伴們聊天的新談資。原來(lái),許多人在除夕夜前均已集齊四福,就為“敬業(yè)福”的遲遲不露面干著急。結(jié)果,就在新年鐘聲敲響之前,游戲揭開(kāi)了謎底。3245億次戳屏后,791405位用戶集齊了五福,平分了2.15億現(xiàn)金紅包,每人分到271.66元。
獲獎(jiǎng)?wù)呷缤艿搅诵疫\(yùn)女神的青睞,簡(jiǎn)直不啻于天上掉餡餅??墒牵焐险娴臅?huì)掉餡餅嗎?等等,究競(jìng)是餡餅還是陷阱呢?
概率:身邊的數(shù)學(xué)
據(jù)測(cè)算,假設(shè)爭(zhēng)搶支付寶“敬業(yè)?!钡挠脩粲?億,那么搶到支付寶“敬業(yè)?!背晒孬@五福并得到271塊獎(jiǎng)金的概率為0.4%。而買雙色球中200塊獎(jiǎng)金的概率為0.03%,相當(dāng)于搶到“敬業(yè)?!钡?/10。費(fèi)那半天功夫“咻啊咻”,早知道花兩塊錢去買雙色球了……開(kāi)玩笑的啦。其實(shí)這一切都是概率在作祟!
你知道美國(guó)的強(qiáng)力球彩票嗎?就是那個(gè)獎(jiǎng)金累積到創(chuàng)紀(jì)錄的15億美元,引得民眾紛紛排隊(duì)搶購(gòu)的彩票!
美國(guó)的強(qiáng)力球彩票,它的機(jī)制非常簡(jiǎn)單,從69個(gè)數(shù)字里,先后選出5個(gè);再?gòu)?9個(gè)數(shù)字里,選出1個(gè)。將這6個(gè)數(shù)字組合起來(lái),便是彩票的號(hào)碼。如果你準(zhǔn)確地猜出了這個(gè)數(shù)字,那么恭喜你,上億美元的福利將會(huì)從天而降??墒堑鹊龋@看上去并不復(fù)雜的機(jī)制,其頭獎(jiǎng)概率居然只有三億分之一。
其實(shí),強(qiáng)力球頭獎(jiǎng)只是個(gè)極端的例子,概率在人們的生活中隨處可見(jiàn)。而且,我們身邊常常會(huì)發(fā)生一些看起來(lái)概率十分小的事件呢!比如說(shuō)吧,一個(gè)班級(jí)里,經(jīng)常有兩個(gè)學(xué)生是同年同月同日生的。這種巧合常令大家驚嘆不已。事實(shí)上,這樣的概率并不低。因?yàn)橐粋€(gè)班級(jí)里的學(xué)生大多是同一年出生的。理論證明,隨機(jī)選取23名同年出生的人,兩人生日相同的概率居然超過(guò)一半。隨機(jī)選取50人的話,兩人生日相同的概率居然達(dá)到97%!由于這一結(jié)論似乎違背了人們的直覺(jué),甚至被稱為“生日悖論”。但在數(shù)學(xué)上,它是無(wú)懈可擊的。
50個(gè)人里至少兩個(gè)人生日相同的概率,等于用1減去50個(gè)人生日全都不同的概率。而50個(gè)人生日完全不同的概率又如何計(jì)算呢?排除閏年,第一個(gè)人的生日有365種可能。如果第二個(gè)人的生日與第一個(gè)人不同,他的生日便有364種可能,概率為364/365。以此類推,直到第50個(gè)人的生日與前面49個(gè)人都不同,有316種可能,概率為316/365。所以,50人生日完全不同的概率,就是將這49個(gè)人生日概率相乘,結(jié)果約等于3%。那么至少兩個(gè)人生日相同的概率,便約為1-3%-97%。怎么樣,看起來(lái)不可思議的事情,在概率的解釋下,便合情合理了。
生命:概率的奇跡
概率是無(wú)所不在的。甚至連生命的出現(xiàn),也是一種極小概率事件。生命誕生之前的地球,遠(yuǎn)不似如今這般溫暖靜謐的模樣。若是乘坐時(shí)光機(jī)穿越過(guò)去,你會(huì)看到這樣一幅慘狀:海洋剛剛形成,地表溫度炙熱異常,冒著濃煙的火山遍布各處。大氣非常稀薄,只含有一氧化碳、氨氣、甲烷和水蒸氣。由于缺少充足的大氣遮蔽,整個(gè)地表都暴露在強(qiáng)烈的紫外線之下。云端的電離子不斷引發(fā)風(fēng)暴,交加的雷電侵襲著陸地。
就在一次次的閃電風(fēng)暴傾瀉之下,奇跡發(fā)生了。無(wú)機(jī)小分子形成了有機(jī)小分子——氨基酸和氰氫酸。氨基酸是形成蛋白質(zhì)的基本元素,而氰氫酸則可以合成核苷酸。經(jīng)過(guò)了漫長(zhǎng)的歲月,這些有機(jī)小分子漸漸聚合,形成了有機(jī)大分子——蛋白質(zhì)分子和核酸分子。又經(jīng)過(guò)了不知多少年頭,這些有機(jī)大分子中的某一種,極其偶然地得到了復(fù)制自身的能力。之所以用“極其偶然”這個(gè)詞,是因?yàn)檫@種概率實(shí)在太小了。小到哪怕是強(qiáng)力球頭獎(jiǎng)的概率和它相比,也變得如同家常便飯一樣尋常。但正是這樣極其渺茫的概率下形成的分子,成為了最原始的生命基石——基因。
而且,從最原始的生命進(jìn)化到哺乳動(dòng)物,概率也扮演了不可或缺的角色。原來(lái),基因在復(fù)制自身的時(shí)候,偶爾會(huì)出現(xiàn)“復(fù)制錯(cuò)誤”。這種“錯(cuò)誤”,便是我們耳熟能詳?shù)摹盎蛲蛔儭?。發(fā)生“錯(cuò)誤”的概率并不固定,但是一旦產(chǎn)生了,就會(huì)帶來(lái)全新的性狀。而新性狀如果更適合環(huán)境的話,就會(huì)逐漸保留下來(lái),這也便是達(dá)爾文在《進(jìn)化論》中所提到的自然選擇。如今的昆蟲(chóng)、飛鳥(niǎo)、貓、狗,包括我們?nèi)祟悾际峭ㄟ^(guò)無(wú)數(shù)代的小概率事件——“基因突變”,一點(diǎn)點(diǎn)地進(jìn)化而來(lái)的。
游戲:概率論的試金石
概率如此重要,關(guān)于概率的理論也很早就被人們所重視。說(shuō)起來(lái),概率理論的誕生,便來(lái)自于賭博和游戲行業(yè)。16世紀(jì)時(shí),意大利數(shù)學(xué)家卡爾達(dá)諾從投骰子的博彩游戲中,總結(jié)出一些規(guī)律,并投入到研究中,創(chuàng)造出最初的概率理論。經(jīng)過(guò)數(shù)百年的發(fā)展,概率論又反哺了現(xiàn)今的游戲業(yè),使其變得更加誘人。
了解大型網(wǎng)絡(luò)游戲的同學(xué)都知道,多姿多彩的裝備,是網(wǎng)絡(luò)游戲吸引人的一個(gè)重要元素。大多數(shù)游戲中,裝備常常通過(guò)殺怪掉落,并且有一定的掉落概率。裝備的品質(zhì)越高,掉落的概率就越低,獲取的難度也越大。于是乎,為了獲得精良裝備,玩家們只好依靠提升數(shù)量,多次地“刷”這些怪,來(lái)彌補(bǔ)掉落的低概率。通過(guò)這番設(shè)置,玩家樂(lè)意花費(fèi)更多的時(shí)間和精力,投入其中。而一款精心設(shè)計(jì)的網(wǎng)游,開(kāi)發(fā)者們更會(huì)仔細(xì)斟酌掉落概率的數(shù)值,讓玩家既能享受到苦心殺怪后,獲得極品裝備的成就感,又不至于被困難所嚇退。網(wǎng)游里的一身極品裝備,看上去是天上掉下的餡餅,實(shí)質(zhì)卻是概率的陷阱。
與之相比,卡牌類的游戲更為重視概率呢!畢竟,卡牌游戲本身就具備極大的不確定性,是運(yùn)氣和策略的綜合。而如今很多卡牌游戲,不僅游戲本身包含了隨機(jī)成分,連收集卡牌也需要十足的好運(yùn)氣。巧妙的概率設(shè)計(jì),逼得玩家往往要買上一大堆,才能抽到幾張強(qiáng)力卡牌,真正將概率理論運(yùn)用得爐火純青。所以吶,咱們玩游戲,適度享受樂(lè)趣就好了,若是沉迷其中的話,可就變成了概率的奴隸咯。
未來(lái):確定與不確定
可是呢,概率理論也不僅僅是用來(lái)玩弄人的,它的用處可大了。當(dāng)今科學(xué)界最前沿的量子理論,就運(yùn)用到大量概率論的知識(shí)。量子理論告訴我們,在微觀世界中,某個(gè)粒子的狀態(tài)、能量大小、位置,都是無(wú)法確定的。比如說(shuō),我們只知道電子圍繞著原子核運(yùn)動(dòng),但卻無(wú)法預(yù)測(cè)到下一瞬間它會(huì)出現(xiàn)在哪個(gè)位置。我們只能推算出在某個(gè)瞬間,電子出現(xiàn)在某個(gè)位置的大致概率。
基于量子概率論的運(yùn)算模型,能夠幫我們進(jìn)行大數(shù)據(jù)層面的決策:通過(guò)排除無(wú)數(shù)種不確定性,最終得到一個(gè)可能性最高的答案。在未來(lái),人們可以利用它,更精準(zhǔn)地預(yù)報(bào)天氣;更智能地疏導(dǎo)交通;更可靠地分析證券市場(chǎng)。原本基于不確定性的理論,卻能給人們帶來(lái)確確實(shí)實(shí)的好處,這可真是神奇。
概率無(wú)所不在,就看我們?cè)趺蠢盟?。用得好了,它便是天上掉下的餡餅;使用不當(dāng),它就成了充滿誘惑的陷阱。
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