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三粒骰子出現10點或9點的機率:《隨機法則─醉漢走路》(9)機會遊戲之「輸」的卡丹諾,基督神棍走向科學革命的伽利略
2013/11/05 13:42:50瀏覽1347|回應0|推薦0

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P.761550年代中期,跨入五十歲的卡丹諾的事業達到高峰,成為帕維亞大學醫學院院長,也很富裕。

好景不常,整垮卡丹諾的是他的另一項資產──他的孩子。

……財富和聲譽兩失,使得卡丹諾再度遭受舊日仇敵的攻擊。米蘭參議會禁止他再教書,並以雞姦、亂倫等罪把他驅逐出境。

當他於1563年底離開米蘭,在自傳這麼寫道:「我又一貧如洗了,財富失去了,收入沒了,房租被扣押,書的出版也給擱置了。」……

P.77,最後一擊,來自一位自學有成的數學家,叫做塔塔利亞Niccolo Tartaglia。由於卡丹諾在《大術》一書中揭露了塔塔利亞解某類方程式的解法的秘密,讓塔塔利亞頗為生氣,因此慫恿艾爾多〈卡丹諾的小兒子〉提供不利他父親的證據,交換條件是讓艾爾多正式任命為波隆納的專業拷問官、兼死刑執行人員。

卡丹諾被拘禁了幾個月,然後在羅馬度過失魂落魄的餘年。

《機會遊戲之書》終於在1663年出版,……

【三條魚】從〈機會遊戲之「輸」〉這個小標題來看,這本書的作者認為這些事情都是“chance”。

 

P.78,……卡丹諾的時代,神秘的咒語比數學計算更受重視。如果世人不追尋自然界的規律,不發展對事件的量化描述,那麼一個探討「隨機性對事件的影響」的理論,自然不會受到青睞。

P.79,……一般認為導致科學革命發生的轉捩點,發生在1583年,距卡丹諾去世只有七年。那年,據說一位比薩大學的年輕學生,在教堂時沒有專心聽道,反而讓一盞擺動的巨大吊燈激起了好奇心。

這名年輕學生就是伽利略。……

伽利略的觀察精準而且實在,雖然簡單,卻代表了描述物理現象的新方法和新態度,那就是科學必須專注於經驗與實驗〈看自然界如何運轉〉,而不是任由直覺掌控、或跟隨心智之所好。最重要的,必須要運用到數學。

 

P.80,伽利略運用他的科學技巧,寫了一篇關於賭博的短文〈關於骰子遊戲之所思〉,這是應他的資助人托斯卡尼大公的要求而寫的。讓大公心煩的問題是擲三粒骰子時,為什麼擲出10點的次數好像比9點要多?

10點出現的頻率,其實只比9點高出8%,而且9點和10點都不常出現。

顯然這位大公經常玩骰子,玩骰子的次數多到能察覺出這點微小的差異,這也代表他需要的或許是一個複雜的程式,而非伽利略。

不知道是何原因,伽利略對這個問題的興趣不大,也頗有怨言。不過,就像任何一位想保住飯碗的顧問,伽利略沒多說什麼,照做就是了。

P.81,要了解托斯卡尼大公的迷惑,就得像猶太教法典學者那樣處理問題:

我們先不試圖解釋為什麼109出現得更頻繁,而是問:「為什麼10不能比9出現得更頻繁?

【三條魚】這是反問法,在數學稱為反證法,將既定的事實當成問題,再去找出這個問題不成立的原因。

 

事實上,我們有十足的理由去相信:點數總和為910的機會應該相等,因為擲三粒骰子得到點數和為109的方式都有六種。

擲出9的方式有(621)(531)(522)(441)(432)(333)

擲出10的方式有(631)(622)(541)(532)(442)(433)

根據卡丹諾的樣本空間法則,得到有利結果的機率=等於有利結果在所有結果中所占的比例。既然出現點數和為910的方式一樣多,為什麼一個會比另一個的機會多些?

 

理由我曾經說過,樣本空間法則原本只適用於「可能性都一樣的結果」,但上述的組合並非如此。

例如:擲出 (631),也就是擲出一個6、一個3、一個1的可能性,是擲出 (333)的六倍之多,因為擲出 (333)只有一種方式,而擲出一個6、一個3、一個1的方式有六種:先是6、再是3、然後1;或者先是1、再是3、然後6等等。

現在,我們用逗號分隔的三數組,代表依擲出順序排列的結果。

於是 (631)這個結果就會包括六種可能性:(1,3,6)(1,6,3)(3,1,6)(3,6,1)(6,1,3)(6,3,1),而(333)這個結果只有一種可能性 (3,3,3)

經過如此的分解之後,所有結果出現的可能性都相等了,而我們也就可以套用樣本空間法則。

P.82,由於擲出10的方式有27種、擲出9的方式有25種,因此伽利略做出結論:三粒骰子擲出點數總和為10的可能性是擲出9點的27/25倍,也就是1.08倍。

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