数学能够进行解释

上述现象用数学的一个分支——“概率论”去解释,你会觉得不那么神奇了,为此我们先介绍几个概念。

在生活中或自然界里有一些现象,在一定条件下一定会出现,如月到十五圆,水烧到 100℃会开等,这种事件叫必然事件。

有些事件却不是那样,在某些条件下它可能发生,也可能不发生,比如洪水、火山,甚到掷硬币出现正面等,这此事件先是无法确定的,它们叫做偶然事件。概率论正是研究这些偶然事件发生规律(统计)的学科,概率也 正是对于事件发生可能性的一种测度或度量(它的值在 0.1 之间)。

比如:三张牌(你已经知道的),你随意猜其中一张是几,猜对的可能只有三分之一,我们把这种可能就称作概率,这样我们可以说猜对的概率是1/3。假如牌是五张的话,你猜对其中一张的概率只有 1/5 了,那么猜错的

概率对于前者来说是 2/3,对于后者讲是 4/5。显然“对”与“错”是互相对立的,这在概率论中称为对立事件,若用 PA 和 PB 分别表示“猜对”和“猜错”牌的概率,那么显然有 PA+PB=1。(对于必然事件的概率定义为 1)

为了解释生日问题我们先来分析一个例子。

三颗小球以同样机会落到五个盒子里,那么会有多少种可能的方式? 显然第一颗球可以落到五个盒子中的任一个盒里,那么它有 5 种方式,

第二颗球也可以落到五个盒子中的任一个盒里,它也有 5 种方式;第三颗球

与上同理,它落下的方式同样是 5 种,这样三颗球落到五个盒子中的方式共

有 53 种。

今要再问每个盒子里至多有一颗球的方式有多少?

这恰好是从五个盒子中任选三个排列问题,即有 A35=5×4×3 种方式, 下面我们便可以计算一下:三颗球落到五个盒子里,且每个盒子至多有一颗球的可能或概率大小。即

PA=A35/53=5×4×3/53=12/25。

那么由前面的分析知道:“三颗球落到五个盒子里,至少有两颗球在同一个盒子里”的事件与上面的事件是对立的,显然它的可能或概率应为:

PB=1-PA=1-12/25=13/25。(因为 PA+PB=1)

类似上面的分析,你能得到:

n 颗球落到 365 个盒子里,每个盒子至多有一颗球的概率应为: PA=An365/365n=365×364×⋯×(365-n+1)/365n

而 n 颗球落到 365 个盒里,至少有两颗球在一个盒子里的概率为: PB=1-PA=1-An365/365n

试想一下,若把生日视为“球”,把一年中的 365 天视为 365 个“盒子” 的话,那么生日问题不正是与上面问题类同么?这就是说:

n 个人中,至少有两人生日一样的概率是: Pn=1-An365/365n

=1-365·364⋯⋯(365-n+1)/365n。对于一些 n 值(人数)有人计算得:

n

5

10

15

20

25

30

40

50

55

pn

0.03

0.12

0.25

0.41

0.57

0.71

0.89

0.97

0.99

表上的数字告诉我们:40 人中有两人生日一样的可能已有 0.89,可能性已经很大了。

难怪前面的 36 位总统中竟会有两人生日一样(当然对于它们死的日期分析与上道理同)。

这个结果也许会使你感到意外和吃惊,但这是千真万确的事,倘若你还不肯相信但又有兴趣的话,你不妨作个调查去检验一下吧!更细腻和准确的解释,读者可从概率论的专门著作中去寻找了。