词条 | 生日悖论 |
释义 | 生日悖论,指如果一个房间里有23个或23个以上的人,那么至少有两个人的生日相同的概率要大于50%。这就意味着在一个典型的标准小学班级(30人)中,存在两人生日相同的可能性更高。对于60或者更多的人,这种概率要大于99%。从引起逻辑矛盾的角度来说生日悖论并不是一种悖论,从这个数学事实与一般直觉相抵触的意义上,它才称得上是一个悖论。大多数人会认为,23人中有2人生日相同的概率应该远远小于50%。计算与此相关的概率被称为生日问题,在这个问题之后的数学理论已被用于设计著名的密码攻击方法:生日攻击。 生日悖论的内容著名的生日悖论 23个人里有两个生日相同的人的几率有多大呢? 居然有50% 问题是这样的: 如果一个房间里有23个或23个以上的人,那么至少有两个人的生日相同的概率要大于50%。这就意味着在一个典型的标准小学班级(30人)中,存在两人生日相同的可能性更高。对于60或者更多的人,这种概率要大于99%。 不计特殊的年月,如闰二月。先计算房间里所有人的生日都不相同的概率,那么 第一个人的生日是 365选365 第二个人的生日是 365选364 第三个人的生日是 365选363 : : : 第n个人的生日是 365选365-(n-1) 所以所有人生日都不相同的概率是: (365/365)× (364/365) ×(363/365) ×(362/365)× ... ×【(365-n+1)/365】 那么,n个人中有至少两个人生日相同的概率就是: 1-(365/365)× (364/365) ×(363/365) ×(362/365)× ... ×【(365-n+1)/365】 所以当n=23的时候,概率为0.507 当n=100的时候,概率为0.9999996 理解生日悖论理解生日悖论的关键在于领会相同生日的搭配可以是相当多的。如在前面所提到的例子,23个人可以产生23 × 22/2 = 253种不同的搭配,而这每一种搭配都有成功相等的可能。从这样的角度看,在253种搭配中产生一对成功的配对也并不是那样的不可思议。 换一个角度,如果你进入了一个有着22个人的房间,房间里的人中会和你有相同生日的概率便不是50:50了,而是变得非常低。原因是这时候只能产生22种不同的搭配。生日问题实际上是在问任何23个人中会有两人生日相同的概率是多少。 生日悖论的应用生日悖论普遍的应用于检测哈希函数:N-位长度的哈希表可能发生碰撞测试次数不是2N次而是只有2N/2次。这一结论被应用到破解cryptographic hash function的生日攻击中。 生日问题所隐含的理论已经在[Schnabel 1938]名字叫做capture-recapture的统计试验得到应用,来估计湖里鱼的数量。 悖论定义悖论是指一种导致矛盾的命题。悖论(paradox)来自希腊语“para+dokein”,意思是“多想一想”。 如果承认它是真的,经过一系列正确的推理,却又得出它是假的;如果承认它是假的,经过一系列正确的推理,却又得出它是真的。 把集合分成两类,凡是不以自身作为元素的集合称为正常集,(例如,自然数集N本身不是一个自然数,因此N是正常集。)凡是以自身作为元素的集合称为异常集。(例如,所有的非生物的集合F也是非生物,因此F是异常集。) 这样,许多日常中常见的悖论(说谎者悖论,理发师悖论,上帝悖论等)都可以归入异常集之中了。 另外一种悖论是关于无限的,虽然我们现在基本上都能接受极限的理论,但是要把这个理论向那些不懂的人解释还是十分困难的。 悖论的经典故事(古希腊数学家芝诺(Zeno of Elea)的阿基里斯悖论)阿基里斯在赛跑中不可能追上起步稍微领先于他的乌龟,因为当他要到达乌龟出发的那一点,乌龟又向前爬动了。阿基里斯和乌龟的距离可以无限地缩小,但永远追不上乌龟。 (古希腊数学家芝诺(Zeno of Elea)的二分法悖论)当一个物体行进一段距离到达D,它必须首先到达距离D的二分之一,然后是四分之一、八分之一、十六分之一、以至可以无穷地划分下去。因此,这个物体永远也到达不了D。 “1厘米线段内的点与太平洋面上的点一样多” 康托尔(1845-1918)成功地证明了:一条直线上的点能够和一个平面上的点一一对应,也能和空间中的点一一对应。由于无限,1厘米长的线段内的点,与太平洋面上的点,以及整个地球内部的点都“一样多”。 |
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