人生大事,数学思维有什么用?数学家是这么说的,实在是太有用了

9月18日晚,就在阿里巴巴召开“云栖大会”前一天,马云与11位全球顶尖数学家做了一次90分钟的交流。

人生大事,数学思维有什么用?数学家是这么说的,实在是太有用了

11位数学家中有两位入驻今日头条,做客微访谈,分别是来自剑桥大学牛顿研究所研究员,冯·诺依曼理论奖得主FrankKelly,以及加州大学洛杉矶分校数学教授印卧涛。

微访谈上,笔者向两位数学家提问了这样一个问题。

如果两位数学家现在未婚,那么,你们将用什么样的数学思维去寻找你一生的伴侣?

而数学家FrankKelly在回答中提到了这样的思维,这就是“概率最大化”。

现在,咱们就来来看,什么才是概率最大化。

人生大事

人生大事,数学思维有什么用?数学家是这么说的,实在是太有用了

前几年,我一个朋友,自由职业者,多数时候是宅在家干活,突然有一天,他说准备要去上班了。

我很纳闷,为什么呀?自由职业不就是你喜欢的吗?

他说,嗯,是的,但现在我到了找对象的年龄,再不找年龄过大就没有优势了。如果我去上班,就能增加我与女孩子们认识的概率。

我一听,顿时觉得有理,这位朋友是在利用数学思维解决他的人生大事,即,知道如何大幅提高办成某事的概率。

有人会说,这种思维谁不会?这可不见得。

如果你去某些省的农村,你会发现农村有不少大龄男青年,他们一直想找个老婆,但多年过后依然未能如愿。因为女孩子都进城务工了。

所以,农村大龄男子,他们要想最快且较为满意地找到自己的伴侣,并非全靠一而再,再而三地加大彩礼,另一个很高效的出路就是也进城务工。

回头说我的那个朋友。半个月后,我问他,工作找好了没?

他说已经有一次面试机会,而且是公司CEO直接面试他,但最后他放弃了。

我又一次惊呆,为什么?

他说,我想通了,我去上班的核心目的无非就是为了增加与女孩子接触的概率。但是,其实用别的方式也是可以实现的。

他说:我有一个挺好的堂姐在医院工作,你知道的,医院里总是有很多漂亮的护士……

我一听,对呀!

这家伙是老手!

如果一个适婚男子,其身边常年只出现3个女孩子,那么他有可能是,从这3个女子中谈一个作为自己的对象。

显而易见,供选择的可能性越少,找对象的难度就越大。

一个人认识的异性终归有限,但多个亲戚朋友认识的异性就很多了。若通过亲戚朋友介绍,那么就相当于是把概率大大提高。

一个半月后,这位朋友已经处于热恋中了。

我问是谁介绍的?他说,谁也没有,自己搞定的。

我一听,更纳闷了。

原来,他中途放弃了亲戚朋友介绍的方式,因为他认为,亲戚朋友再多也多不到哪去,带来的问题是,亲戚和朋友所认识的合适女孩子也还是不多。

最终,他把对象的选择范围扩大到了全国,他是从网上找的对象。

以上,就是将数学思维,也就是把概率最大化应用到人生大事的例子。

职业选择

有的数学思维,并不止是有趣而已,实际上,它现在正帮助很多人实现人生最大化,同时也在让很多人走向人生低谷。

比如说,某个人,工作挺稳定,也不是那么累,月薪一万左右,但他业余时间喜欢写点小说。但也只是玩玩而已。

突然,有一年,他看到大量的报道,说谁谁谁通过网络小说年收入500万。

谁谁谁通过写网络小说,身价已是2千万。

于是,他心动了,继而认为本职工作干扰了他写小说,让他没时间,没精力全身心投入到小说创作中,于是,毅然辞掉了工作。

熬更守夜,尝试两年后,最终,他回到了以前的工作岗位上。

这样的例子其实挺多,挺普遍的。

显然,通过写网络小说,收入几百万甚至上千万的人有不少,报道也是真实的。

但是,还有那99.8%失败的人没有广泛报道出来,这就是幸存者偏差,又叫死人不会说话。

二战时,为减少轰炸机的损失,同盟国决定为这些轰炸机加厚装甲。

加厚装甲很容易,但问题是,到底该在轰炸机的那个部位加厚装甲?你总不能把飞机的全部机身都加厚,那样的话,飞机要么飞不起来,要么飞不快。

怎么办?

一个匈牙利数学家奉命去解决这个难题。

人生大事,数学思维有什么用?数学家是这么说的,实在是太有用了

图片来自:McGeddon

数学家先是统计了很多轰炸机上的弹孔数量和位置,然后把中弹位置标注在一张草图上,如上图。

一看这草图,很多人惊呆了,原来轰炸机的机翼和机身这么容易中弹呀,弹孔密密麻麻的,都连成一片了。

于是,一些人就想,那还有什么好说的,把机翼和机身的装甲加厚呗。但这位数学家却说:应该在轰炸机的驾驶舱和发动机加厚装甲!因为这两个位置只要中弹,多半就回不来了。这就是为什么,草图上这两个地方中弹很少的原因。

这就是幸存者偏差。

因此,很多报道并非不真实,而是看的人不懂得一些基本的数学思维。

研究数学的乐趣

在被问及,研究数学的最大乐趣是什么时。

数学家FrankKelly说,“对我来说,研究的乐趣在于用数学的方法解构现实世界中遇到的问题,并解决它们。”

这里,咱们来举一个大家感兴趣的例子。

假如你是某婚姻介绍所的老板,在一个两百人的相亲大会上,有100女子,100男子,他们需要在一天内配对成功,以便日后继续交往。

请问,你该怎么做?

人生大事,数学思维有什么用?数学家是这么说的,实在是太有用了

很多人的想法无非就是,把他们放在一个绿草如茵的操场上,让他们在阳光下互相认识,自己去谈,能不能搞定,就是他们自己的问题了。

显然,这是最最低效的办法,且形成的伴侣关系容易在未来陷入不稳定。

比如说,某男子主动上前,与某女子交谈,说喜欢她。女子觉得,这个男子显然不是最好的,但如果现在不答应他,万一那些我更中意的男子从未找我,或者说他们已经找到更好的女子,那么,我岂不是连这个男子都没有了吗?

故,该女子勉强跟该男子配对。

现在,让我们来看看,数学家们是如何解决的。

美国数学家大卫·戈尔(David Gale)和劳埃德·沙普利(Lloyd Shapley)提出了一个“稳定婚姻策略”。方法是这样的:

步骤一:待所有人都互相了解的差不多后,所有女性站成一排,然后,男性们排着队,轮流去找自己最最中意的女子表白。

步骤二:此时,某个女子可能会出现三种情况,一是没有男子向她表白,此时,该女子不用着急,等待即可。二是只有一个男子向她表白,此时,该女子必须接受那个人的表白,答应暂时做他的临时伴侣。三是,有多个男子向她表白,此时,该女子从所有追求者中选择自己最中意的那一位男子,答应成为他的临时伴侣。

步骤三:进行过一轮表白后,每个单身男子都要从还没有拒绝过他的女子中,选出自己最最中意的那一个,向她表白,注意,甭管这位女子是否单身,只要之前没拒绝过他,他都可以表白。同理,每一个女子都从表白者中选择自己最中意的那位,即使该女子已经有临时伴侣了也没关系,只要第二轮、第三轮的表白者中,出现了比临时伴侣更好的男子,则,该女子必须拒绝临时伴侣,重新选择更好的表白者。

这就是两位数学家提出的“稳定婚姻策略”,为什么这种策略能凑效?这在数学上是可以证明的,但这里我们忽略证明。只简单说说,为什么这种数学策略是管用的。

原因是,所有男子都可以向任何一个没有拒绝过他的女子表白,哪怕这个女子已经有了临时伴侣,这表明,规则对所有男性都公平。

对于女性来说,她可以从所有表白者中选择自己最中意的男子。即使她现在有了临时伴侣,她依然可以再次选择,这对于女性来说,也是公平的。

某位男子,可能他最喜欢女子A,但女子A拒绝了他,从而,这位男子也就死心了。他以后不会再念念不忘,认为女子A就是比现有伴侣更好,因为这没有意义,女子A已经拒绝过他了。

某位女子,她可能最喜欢的是男子B,但男子B从未向她表白过,这说明,男子B更喜欢别的女子。那么,在以后的漫长日子里,该女子不会再念念不忘,认为自己与男子B就是比现有伴侣更般配。

全球数学大赛

阿里宣布启动全球数学大赛,其目的是为了挖掘和培养未来的数学人才,为数学以及计算科学发展提供全新动力。号召全社会的年轻人热爱数学,从这门基础科学中发现新知。

我们普通人虽然不会去参加数学大赛,但要认识到数学的重要性,具备数学思维的重要性。

人生大事,数学思维有什么用?数学家是这么说的,实在是太有用了

正如马云会上所说:“我就是要做,我尊重数学。数学应该成为年轻人的基础,就像运动、音乐和绘画一样。如果数学基础坚实,人类会坚实。”

思考题

既然本文是关于数学的文章,那咱们何不如一起来思考一道实用且有趣的题。

你为自家别墅大门安装了一个密码锁,密码是4位,但你发现,密码锁按键上会留下指纹,由于你数学比较好,因此在设置密码时,你多了一个心思。现在的问题是,你该怎么设置密码,才能降低盗贼破解的概率?

A:密码由4种不同的数字组成,如3675。

B:密码由3种不同的数字组成,如3775。

C:密码由两种不同的数字组成,3737。


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