5分钟怪诞数学
[德] 克里斯蒂安·黑塞(Christian Hesse)
前言
2014年2月20日,《时代报》网页版(ZEIT ONLINE)开设了一个关于数学的博客专栏。我有幸负责本栏,撰写这些文章。这些文章后经编辑部的同人加工修改,平均每周发布一篇。
本书就是由其中的一些博文整理编辑而成的,几乎包含了自2015年6月19日以来的所有文章,不过大多数只经过了简单修订。这本书与我开设博客的本意一致,我希望用生活中的实际事例,给对数学感兴趣却所学甚少的人展示数学的魅力。文章皆以丰富有趣的形式介绍了不同领域里对数学的应用,几乎没有令人心烦的公式,像在休闲时光中品尝小点心一般,在周末睡前或是醒后,或者在短暂的休憩时,几分钟内就能读完一篇。读罢,您一定会觉得原来数学和生活一样,竟如此诙谐有趣。
希望各位读者读得开心!
克里斯蒂安·黑塞 生日悖论
前阵子我给政府部门打了个电话,工作人员需要我提供出生日期,以便验证我的身份。我说完我的生日,她很开心地告诉我她的生日和我在同一天,“这是多罕见的巧合啊。”
但是真的是这样吗?生日在同一天真的非常罕见吗?
数学上的概率计算显示,在随机选择的23个人中,有2人在同月同日出生的概率就能达到50%。
很多人都会觉得这个结论特别不可思议。无论如何一年都有365天,如果闰年的话甚至还要多1天,怎么可能这么少的人数就能让“有2个人在同一天生日”的可能性达到50%呢?数学家理查德·冯·米泽斯(Richard von Mises)把这种现象称为“生日悖论”。
让我们来思考一下,为什么这么少的人数就足够使概率达到50%呢?显而易见,我们的直觉让我们把这个问题和另一个问题弄混了:“最少需要有多少人,才能保证有1个人在特定的一天(比如在我的生日那天)也过生日的概率达到50%?”
实际上,上述这个问题的正确答案是:要比23人多得多——至少需要253人。这是因为,通过计算可以发现,23个人能组成23×22/2=253个生日比较组(任…