費馬的副業:說說賭博和概率論

2021-01-08 數學有靈犀

被譽為「業餘數學家之王」的費馬(Feimat,1601-1665)是法國的律師兼議會議員,直到他近30歲時才開始業餘研究數學,卻成為17世紀最傑出的數學家之一.他的成就主要是對解析幾何、微積分、數論和概率論等方面的傑出貢獻.他在概率論方面的成就還歸功於賭博問題呢。

三四百年前,歐洲的貴族生活奢靡,到處盛行著賭博活動,在賭博過程中,經常會出現因「賭金分配」不均而出現的種種糾紛.有這樣一個典型的例子:在一場賭博中,規定賭博雙方誰先勝六局就算贏.在一個賭徒勝了5局,另一個賭徒勝了2局的情況下,賭局被中斷了,那麼賭金應該怎麼分?有人認為,應該按5︰2的比例,把賭金分給雙方. 也有人認為,賭金應全部給第一個人.還有一個關於「分賭金」的例子:一次兩個賭友擲骰子,各押賭注32個金幣.一個賭友若先擲出三次「六點」,或另一賭友先擲出三次「四點」,就算贏了對方.賭博進行了一段時間,第一個賭友已擲出了兩次「六點」,另一個賭友也擲出了一次「四點」.這時,由於某種原因,賭博中斷,那麼兩人應該怎樣分這64枚金幣呢?是否按2︰1的比例,把賭金分給雙方?當時,人們不能解決此類問題,分賭金的方案總不能使雙方都滿意。

然而,這類問題卻引起了當時的大數學家費馬和他的好友帕斯卡的濃厚興趣.隨後,他們各自對此問題進行了深入的探討與研究後,兩人不但各自給出了問題的正確答案分別為15︰1和3︰1的分配方案,而且他們還給出了一門新學科的一些基本原理.可以說,由上述賭博問題而引起的這段具有歷史意義的研究,開創了概率論研究的先河,並由此宣布了一門嶄新數學分支――概率論的誕生.費馬也因之成為這門理論的當之無愧的先驅之一(另一個是帕斯卡。

費馬等奠定概率論的基礎之後,這一理論便迅速地發展起來.十八世紀,許多重要定理被數學家們提出並建立起來,使概率論獲得重要的理論基礎.瑞士的著名數學家雅各·貝努利在費馬研究的基礎上寫出了第一部概率論專著——《猜度術》,並首先表述並證明了概率論中著名的「大數定律」,使概率論真正成為數學的一個分支,並建立了從概率論通向更廣泛應用領域的橋梁。

1812年,有「法蘭西牛頓」之稱的法國數學家拉普拉斯總結了前人研究的成果,出版了《分析概率論》這一經典著作,它系統敘述了概率論的基本定理,奠定了概率論的基礎.隨著生產和科學技術中概率問題的大量出現,概率論在理論上得到迅速發展,不斷派生出一系列新的分支理論.同時,這些新的理論具有的強大生命力,其應用價值日益得到推廣。

儘管概率論是從考慮賭博這一低級活動開始的,但它卻成為自然科學中最重要的一個領域.一個起源於賭徒爭執,具有「不體面出身」的理論,現在竟成為了許多行業的基礎.這正是許多極其有用的數學理論起源的典型例子,對一些微不足道問題的最初考慮,開始只是出於好奇心,結果卻最終成為人類知識海洋中的一座寶藏.到今天,這門學科已經廣泛地應用到生產生活、航空航天、電子技術、天氣預報、海洋探險、考古研究和人口普查等各行各業中。

這次分享結束,歡迎留言、收藏、分享、關注!

相關焦點

  • 沒想到賭博、擲骰子產生了概率論!
    下面是概率論的起源,一起感受下!  三四百年前在歐洲許多國家,貴族之間盛行賭博之風。擲骰子是他們常用的一種賭博方式。因骰子的形狀為小正方體,當它被擲到桌面上時,每個面向上的可能性是相等的,即出現1點至6點中任何一個點數的可能性是相等的。有的參賭者就想:如果同時擲兩顆骰子,則點數之和為9與點數之和為10,哪種情況出現的可能性較大?
  • 早在363年前,律師費馬就已經告訴了你,賭徒破產是大概率事件!
    #賭博#賭徒破產問題是概率論的經典問題之一,又稱賭徒持續時間問題,這個問題是1657年法國律師、業餘數學家費馬向荷蘭數學家克裡斯第安·惠更斯提出的,後來惠更斯及數學家詹姆斯·伯努利解決了這一問題。三枚骰子,同時拋出,可能產生216種結果,然而總點數為14的結果僅有15種,獲勝概率為6.944%,而總點數為11的結果竟然有27種,獲勝概率為12.5%,賭場贏的概率高於賭徒贏的概率將近1倍。早在363年之前,律師皮埃爾·德·費馬就已經告訴了你,賭徒傾家蕩產是大概率事件!同時,根據連續事件的概率計算方法,局數越多,最終輸完所有錢的概率越大。
  • 想不到概率論竟然是從賭博問題中起源和發展的
    帕斯卡  帕斯卡和費爾馬一邊親自做賭博實驗,一邊仔細分析計算賭博中出現的各種問題,終於完整地解決了「分賭注問題」,並將此題的解法向更一般的情況推廣,從而建立了概率論的一個基本概念——數學期望1657年,他將自己的研究成果寫成了專著《論擲骰子遊戲中的計算》。這本書迄今為止被認為是概率論中最早的論著。因此可以說早期概率論的真正創立者是帕斯卡、費爾馬和惠更斯。這一時期被稱為組合概率時期,計算各種古典概率。  在他們之後,對概率論這一學科做出貢獻的是瑞士數學家族——貝努利家族的幾位成員。
  • 費馬小定理
    de,歐洲姓名中加 de,表示其乃貴族)1651年,梅雷和賭友各自出32枚金幣,共64枚金幣作為賭注,雙方以擲骰子為賭博方式:如果結果出現「6」, 則梅雷贏1分;如果結果出現「4」,則對方贏1分。雙方誰先得到10分,誰就贏得全部賭注。賭博如此進行了一段時間,梅雷已得8分,對方也得了7分。但這時,梅雷接到緊急命令,要立即陪國王接見外賓,只好中斷賭博。
  • 「神童」帕斯卡與概率論
    不僅如此,帕斯卡對數學還有一個大的貢獻:與費馬一起開拓了概率論這一數學分支。如果賭博在「甲8分、乙7分」時中斷,問應該如何分配這$20賭注?圖5a顯示了費馬的分析過程:從賭博的中斷點出發,還至多需要拋4次硬幣來決定甲乙最後的輸贏。這4次隨機拋丟或產生16種等概率的可能結果,如圖5a中最右側所列。
  • 概率論在彩票中的應用
    因此,參與彩票遊戲,掌握一定的概率論知識,還是十分有必要的。概率論是數學的一個分支,是研究隨機現象的數量規律的學問。說得通俗點,它就是研究可能性與機會性大小多少的科學。說來湊巧的是,概率論從它的誕生之日起就與機會性遊戲結下了不解之緣,人們最初恰恰是從研究擲段子等賭博中的問題開始研究這門學問的,也就是說,概率論的起源與賭博有關。
  • 費馬:17世紀僅次於牛頓的數學家,做了這4件大事
    17世紀是歐洲數學復興的重要時期,以解析幾何、微積分、概率論、射影幾何為代表的新興領域直接影響、決定了之後幾個世紀的數學發展方向。在此期間,誕生了許多數學大家,其中最具代表性的有:牛頓、費馬、笛卡爾、萊布尼茨、帕斯卡、惠更斯、卡瓦列裡、沃利斯、笛沙格。
  • 數學家費馬如何奠定了保險的基礎
    概率論與現代社會皮埃爾·德·費馬是17世紀法國著名的數學家,被譽為「數論之父」。在他的研究成果中,最為人所知的當數「費馬大定理」。費馬讀了古希臘的數學著作《算術》後,在空白處加了48條注釋,其中之一是:「當整數n>2時,關於x,y,z的方程xn+yn=zn沒有正整數解。」這條注釋困擾了數學家300多年。
  • 概率論的起源與發展
    帕斯卡和費爾馬一邊親自做賭博實驗,一邊仔細分析計算賭博中出現的各種問題,終於完整地解決了「分賭注問題」,並將此題的解法向更一般的情況推廣,從而建立了概率論的一個基本概念——數學期望,這是描述隨機變量取值的平均水平的一個量。而惠更斯經過多年的潛心研究,解決了擲骰子中的一些數學問題。1657年,他將自己的研究成果寫成了專著《論擲骰子遊戲中的計算》。
  • 帕斯卡與概率論起源
    帕斯卡貢獻1、1639年,他發表了一篇出色的數學論文《論圓錐曲線》7、發現帕斯卡定律(流體(氣體或液體)力學中,指封閉容器中的靜止流體的某一部分發生的壓強變化,將毫無損失地傳遞至流體的各個部分和容器壁壓強等於作用力除以作用面積。
  • 一個概率交易者的「萬言自白」:交易就是賭博,甚至還不如賭博!
    下面,我將就交易的實質,為什麼需要採用一種交易系統,為什麼應該止損,如何止損,交易系統的選擇,交易心理等問題說說自己的看法。交易是什麼?我個人覺得交易就是賭博,從某種意義上來說,甚至還不如賭博(因為賭博贏錢的概率可能比交易成功的概率還要大)。賭博本身並沒有什麼錯,同樣,交易本身也沒有什麼對錯之分,那些因為賭博或交易傾家當產的人,要怪只能怪他們自己。為什麼?
  • 概率論大師
    泊松的科學生涯開始於研究微分方程及其在擺的運動和聲學理論中的應用。他工作的特色是應用數學方法研究各類物理問題,並由此得到數學上的發現。他對積分理論、行星運動理論、熱物理、彈性理論、電磁理論、位勢理論和概率論都有重要貢獻。泊松也是19世紀概率統計領域裡的卓越人物。他改進了概率論的運用方法,特別是用於統計方面的方法,建立了描述隨機現象的一種概率分布──泊松分布。
  • 以概率論的方式理解世界
    他向另一位業餘數學家皮埃爾·德·費馬發去一封信討論這個問題。作為「業餘數學家之王」,費馬很快就給出了一個答案。他認為,不能單靠賭局停止時的比分或者各自獲勝需要的分數來決定賭注的分配,而是應該考慮所有比賽的可能性中,雙方獲勝的比例。但列舉所有的可能性的計算量非常大,帕斯卡繼而提出了一個簡化算法,完美地解決了點數分配問題。實際上,他們的解答相當於計算兩位玩家勝利概率的大小。
  • 微積分先驅|費馬
    ——費馬  費馬是法國數學家。1601 年8月20日(另一說17日)生於圖盧斯附近的波蒙特;665年1月12日卒於卡斯特爾。  費馬出生於皮革商人家庭,他在家鄉上完中學後,考入了圖盧斯大學,1631年獲奧爾良大學民法學士學位,畢業後任律師,並擔任過圖盧斯議會議員。雖然數學只是他的業餘愛好,但他對解析幾何、微積分、數論、概率論都作出了傑出的貢獻,被譽為「業餘數學家之王」。
  • 「概率論」告訴你,任何一個賭徒的結局都是傾家蕩產
    事實上,在數學發展已經較為成熟的今天,以「數學定律」作為賭場背後規則的各種賭博遊戲,賭徒所輸的概率是「十賭十輸」。賭的輸的不是所謂的「運氣」,而是隱藏在賭場規則後面大量的數學公式與定理。其中最為著名的就是「大數定律」。那麼,什麼是「大數定律」呢?它又是如何一步一步地引誘賭徒走向傾家蕩產之路的呢?還得從「概率論」說起。
  • 張輝:人生概率論
    人生概率論by 張輝 |  輝哥奇譚我今天給大家講一下「人生概率論 - 如何運用概率思想做人生的重大決策?」。還是以why,what和how的結構來講。第一段叫概率的初印象,第二段叫人生幾件大事和概率,第三叫如何應用概率?
  • 【趣味物理】遊戲與概率有何不解之緣?
    概率論的誕生頗有些戲劇性,在文藝復興時期,義大利有位學者名叫卡爾達諾(Girilamo Cardano,也譯作卡當),這位學者也算是個全才,在數學、物理、佔星方面都有所研究,還是個醫學博士,唯一的缺點就是好賭,而且賭運不佳。當時的賭博就是最簡單的擲骰子,也就是骰子遊戲,我們的卡爾達諾就在這小小的骰子上輸掉了大量的家產。
  • 大數定律和凱利公式同屬於概率論,他們都被應用於賭場,用好不敗
    經過多年的努力,他在數學領域取得了舉世矚目的成就,成為了世界上「概率論」的奠基人。那麼「概率論」又是什麼呢?「概率論」的誕生跟這個簡單的「拋硬幣」遊戲有關:當我們不斷地隨手拋出硬幣,拋出成千上萬次之時,會出現毫無懸念的結果:硬幣的「正面」和「反面」向上的次數會出現五五平分的結果。
  • 暴躁易怒VS內斂,哲學家VS法官:笛卡爾與費馬的爭論!
    笛卡爾有信心在自己的思想和創新的基礎上建立一整套完整的哲學系統,該系統可以為學習和研究開創一條充滿確定性和明確性的路。在接下來的的20年間,笛卡爾發展了這些觀點,並將領域擴充到對整個世界運轉方式的宏大嚴謹的解釋。1633年開始完成《論世界的》的手稿時,由於獲悉伽利略因贊同哥白尼日心說而宗教監禁,笛卡爾並未出版該書。