聽到有人與你同一天生日,你是否會直呼“好巧”,甚至不自覺地對他產(chǎn)生一種親近感?難道是天意讓你們有緣出生在同一天,并且在茫茫人海中相遇嗎?經(jīng)過科學(xué)計算,其實兩個人在同一天出生的概率比你想象的要大很多。
聽到有人與你同一天生日,你是否會直呼“好巧”,甚至不自覺地對他產(chǎn)生一種親近感?難道是天意讓你們有緣出生在同一天,并且在茫茫人海中相遇嗎?經(jīng)過科學(xué)計算,其實兩個人在同一天出生的概率比你想象的要大很多。
假設(shè)某小學(xué)某個班級有學(xué)生40 人,其中出現(xiàn)相同生日(同月同日)的概率有多大?
這其實是一個排列組合的問題。
假設(shè)同一個班級有重復(fù)生日和沒有重復(fù)生日這兩個事件發(fā)生的概率相加為1,只要計算出沒有出現(xiàn)生日重復(fù)的概率,再用1 減去這一概率就是最終的結(jié)論。
如此一來,我們可以將問題簡化成一個40 人的小學(xué)班級中沒有任何兩個(或者更多)人出生在同一天的概率。
為了便利,我們假定先把所有人請到教室外面,然后再挨個把同學(xué)們叫回來,并在這一過程中計算新加入同學(xué)和之前同學(xué)的生日都不相同的概率。
假設(shè)第一位進(jìn)教室的同學(xué)生日是3 月14 日,我們請第二位同學(xué)進(jìn)場。為了滿足題目的要求,第二位同學(xué)的生日可以是365 天中除了3 月14 日的的任何一天,與第一位同學(xué)生日不相同的概率是364/365(這里我們做了兩個假定,第一是不考慮閏年的情況,第二是全年每天的出生率均等)。
請第三位同學(xué)入場,他的生日不能和之前兩位同學(xué)一樣,那么現(xiàn)在概率就變成了(364 / 365)×(363 /365),第一個括號是前兩位同學(xué)生日不相同的概率,第二個括號是第三位和前兩位生日不同的概率,相乘的結(jié)果就是三人生日都不同的概率。四個人生日不同的概率就是(364/365)×(363/365)×(362/365)……
假如從小到大任何一個班級中都沒有生日相同的人,那才是真正的奇跡
以此類推,一直計算到第40 個人,再用1 來減去算出的概率,最后得到的結(jié)果是89.1%。
如果人數(shù)繼續(xù)增加,這個概率還會急劇上升,50 個人班級的這一概率是97.0 %,60 個人則達(dá)到99.4 %,70 個人已經(jīng)是99.9%。換句話說,70 個人的班級內(nèi)沒有任何生日相同情況出現(xiàn)的概率小于千分之一。
有一個非常經(jīng)典的數(shù)學(xué)“悖論”叫做“生日問題”:在一個房間最少要多少人,可以讓其中兩個人生日相同的概率大于50%?
根據(jù)上面的計算方法,我們可以很容易地得到答案——23 個人。相信這一數(shù)字比大多數(shù)人的直覺預(yù)估都要少。畢竟大多數(shù)人會認(rèn)為,23 個人中有兩個人生日相同的概率應(yīng)該遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于50%。
說到這里,你可能會有疑惑:既然上面算出的概率都很大,那為什么自己從小到大都沒在班級中遇到和自己同一天出生的人?
我們還是用逐一請同學(xué)們進(jìn)教室的思考方式解答問題。首先“我”進(jìn)入教室,第二個進(jìn)入教室的同學(xué)生日和“我”不同的概率是364/ 365,第二、第三個同學(xué)生日和“我”都不同的概率是(364/365)×(364/365),進(jìn)入第四個同學(xué)時的概率是(364/365)×(364/ 365)×(364/365)……
以此類推,當(dāng)進(jìn)入第n 個同學(xué)時,概率是(364 / 365)的n- 1 次方。最后,我們再用1 減去上面的結(jié)果,就是n 個人的班級中,出現(xiàn)和自己同一天生日的人的概率。計算結(jié)果如下:4 個人的班級概率為0.8 %、23個人的班級概率為5.8%、40 個人的班級概率為10.1%……
從結(jié)果來看,比上一個問題更加符合我們的普遍認(rèn)知。我們每個人從小到大都會加入很多班級,從以上的計算結(jié)果來看,假如從小到大任何一個班級中都沒有生日相同的人,那才是真正的奇跡。我們以小學(xué)每個班60 人,初中每個班70人,高中每個班50 人,大學(xué)每個班30 人進(jìn)行計算,結(jié)果是小于一千萬分之五,概率上來說已經(jīng)到了中彩票大獎的級別。
所以,一群人中出現(xiàn)生日相同的概率就已經(jīng)比很多人的預(yù)想要大得多,更不用說全球幾十億人了。
當(dāng)然,由于實際上每天的出生率并沒有顯著差別,全球幾十億人中,某個日期(注意是日期不是具體的年份加日期,如3 月14 日,而非1985 年3 月14 日)對應(yīng)的人口總數(shù)大約是2000 萬。如果再考慮歷史上已經(jīng)死去的人,那某天出生的人必然都是天文數(shù)字,其中的任何一天都有無數(shù)的名人出生或者故去。
這么說來,雖然我們希望每一天都是美好、特別、神奇的日子,但是其實每一天都平凡而普通。