无限猴子定理(无限猴子定理悖论)

大家好!今天让小编来大家介绍下关于无限猴子定理(无限猴子定理悖论)的问题,以下是酷知号的小编对此问题的归纳整理,让我们一起来看看吧。

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无限猴子定理(无限猴子定理悖论)

有哪些名字逗比的科学定理?

名字逗比的科学定理:

狗腿度(钻井专业术语)从井眼内的一点到另一个点,井眼前进方向变化的角度。该角度即反映了井斜角度的变化,又反映了方位角度的变化,通常又叫全角变化率或井眼曲率。

无限猴子定理:让一只猴子在打字机上随机地按键,当按键时间达到无穷时,几乎必然能够打出任何给定的文字,比如莎士比亚的全套著作。

在这里,几乎必然是一个有特定含义的数学术语,“猴子”也不是一只真正意义上的猴子,它被用来比喻成一个可以产生无限随机字母序列的抽象设备。这个理论说明把一个很大但有限的数看成无限的推论是错误的。

火腿三明治定理:任意给定一个火腿三明治,总有一刀能把它切开,使得火腿、奶酪和面包片恰好都被分成两等份。

火腿三明治定理可以扩展到 n 维的情况:1 如果在 n 维空间中有 n 个物体,那么总存在一个 n – 1 维的超平面,它能把每个物体都分成“体积”相等的两份。2 这些物体可以是任何形状,还可以是不连通的(比如面包片),甚至可以是一些奇形怪状的点集,只要满足点集可测就行了。

十大思想实验的猴子和打字机

(Monkeys and Typewriters)
另一个在流行文化中占了很大分量的思想实验是“无限猴子定理”,也叫做“猴子和打字机”实验。定理的内容是,如果无数多的猴子在无数多的打字机上随机打字,并持续无限久的时间,那么在某个时候,它们必然会打出莎士比亚的全部著作。猴子和打字机的设想在20世纪初被法国数学家Emile Borel推广,但其基本思想(无数多的人员和无数多的时间能产生任何/所有东西)可以追溯至亚里士多德。
解读:
简单来说,“猴子和打字机”定理是用来描述无限的本质的最好方法之一。人的大脑很难想象无限的空间和无限的时间,无限猴子定理可以帮助理解这些概念可以达到的宽度。猴子能碰巧写出《哈姆雷特》这看上去似乎是违反直觉,但实际上在数学上是可以证明的。这个定理本身在现实生活中是不可能重现的,但这并没有阻止某些人的尝试:2003年,一家英国动物园的科学家们“试验”了无限猴子定理,他们把一台电脑和一个键盘放进灵长类园区。可惜的是,猴子们并没有打出什么十四行诗。根据研究者,它们只打出了5页几乎完全是字母S的纸。

无限猴子定理的证明

两个独立事件同时发生的概率等于其中每个事件单独发生的概率的乘积。比如,在某一天悉尼下雨的可能性为0.3,同时旧金山地震的可能性是0.008(这两个事件可以视为相互独立的),那么它们同时发生的概率是 0.3 × 0.008 = 0.0024。
假设一个打字机有50个键,想要打出的字是“banana”。随机的打字时,打出第一个字母“b”的概率是 1/50,打出第二个字母“a”的概率也是 1/50 ,因为事件是独立的,所以一开始就打出单词“banana”的概率是:
(1/50) × (1/50) × (1/50) × (1/50) × (1/50) × (1/50) = (1/50)6
这个概率小于150亿分之1。 同理,接下来继续打出“banana”的概率也是(1/50)6。
所以,在给定的六个字母没有打出“banana”的概率是1-(1/50)6。因为每一段(6个字母)文字都是独立的,连续n段都没有打出“banana”的概率Xn是:
随着n变大,Xn在变小。当n等于100万时,Xn大约是0.9999(没有打出“banana”的概率是99.99%);但是当n等于100亿时Xn大约是0.53(没有打出“banana”的概率是53%);当n等于1000亿时Xn大约是0.0017(没有打出“banana”概率是0.17%);当n趋于无穷时Xn趋于零。这就是说,只要使n足够大,Xn可以变得足够小。
同样的论证也可以说明在无限多的猴子中有至少一个会打出一段特定的文章。这里
,其中Xn表示在前n个猴子中没有一个一次打出banana的概率。当我们有1000亿只猴子时,这个概率降低到0.17%,并且随着猴子数量n趋于无穷大,没有打出“banana”的概率Xn趋于0。
但是,在只有有限的时间和有限只猴子时,结论就大不一样了。如果我们的猴子数量和可观测宇宙中的基本粒子数量一样多,大约10的80次方只,每秒钟打1000个字,持续打100倍于宇宙的生命长度的时间(大约10的20次方秒)有猴子能够打出一本很薄的书的概率也接近于0。 以下两种情况可以扩展到所有的字符串:
1.给定一个无限长的字符串,其中的每一个字符都是随机产生的,那么任意有限的字符串都会作为一个子字符串出现在其中(事实上要出现无限多次)。
2.给定一个序列,其中有无限多个无限长的字符串,其中每一个字符串中的每一个字符都是随机产生的,那么任意有限的字符串都会出现在其中某些字符串的开头(事实上是无限多个字符串的开头)。
对于第二个定理,设Ek某给定字符串出现在第k个字符串开头的事件。有固定的且不为零的概率p是这个事件发生,而且Ek是独立的,所以:
事件Ek发生无穷多次的概率是1。第一个定理可以类似地处理,先将无限长的字符串分割,使得每一段的长度和给定字符串相同,然后设Ek是第k段等于给定字符串的事件。 不算标点符号、空格、大小写,一个猴子随机打字打出的第一个字母和哈姆雷特中相同的概率是1/26,前两个字母相同的概率是1/676【即1/(26*26)】。因为概率发生了指数爆炸,前20个字母相同的概率是26的20次方,约等于1.99*10的28次方。而打出的字和哈姆雷特中的全部文本相同的概率降低到超出人们的想象。整部哈姆雷特大约有130,000个字母。虽然有【3.4*(10的183946次方)】分之一的概率一遍就正确地打出所有文本,在打出正确的文字之前平均需要输入的字母数量也要3.4*(10的183946次方),或者包括标点符号,4.4*(10的360783次方)。
即使可观测宇宙中充满了猴子一直不停地打字,能够打出一部哈姆雷特的概率仍然少于10的183800次方分之一。 不过在现实中,猴子打出一篇像样的文章的几率几乎是零,因为科学家经过反复试验后发现,猴子在使用键盘时通常会连按某一个键或拍击键盘,最终打出的文字不可能成为一个完整的句子。

无限猴子定理

  无限猴子定理:一只猴子随机在打字机键盘上按键,最后必然可以打出法国国家图书馆的每本图书。
  起源是:波莱尔,1909年出版,谈的是概率问题。有传说说名字最开始给翻译错了,不过后来延用了。
  该死的wiki还是不能用,相关资料模糊,你要气死我啊。由无限猴子定理,我现在不是一个人,不是一个人,我是大仲马,王尔德,成吉思汗,朱棣(这个可能比朱八八有文化)……的合体,你要气死了我,那就是气死了那么多伟大的人,你的心灵会被压上一个磨盘,我以某大祭司的身份诅咒你一辈子不得安生。
  ps:终于查到了,无限猴子定理,说他错误不是说名字翻译错误,是说“一只猴子随机在打字机键盘上按键,最后必然可以打出法国国家图书馆的每本图书。”这个阐述是错误的。以下是wiki给出的解释:
  无限猴子定理说明,一只猴子随机在打字机键盘上按键,最后必然可以打出法国国家图书馆中的每本书。这个错误的名字是来自波莱尔一本1909年出版谈概率的书籍,当中介绍了「打字的猴子」的概念。这个定理是概率论中的柯尔莫哥洛夫的零一律的其中一个命题的例子。不过,当波莱尔在书中提出零一律的这个特例时,柯尔莫哥洛夫的一般叙述并未给出(柯尔莫哥洛夫那本概率论的著作直到1933年才出版)。
  一般关于此定理的叙述为:有无限只猴子用无限的时间会产生特定的文章。其实不必要出现了两件无限的事物,一只猴子打字无限次已经足够打出任何文章,而无限只猴子则能即时产生所有可能的文章。
  其他取代的叙述,可能是用英国博物馆或美国国会图书馆取代法国国家图书馆;另一个常见的版本是英语使用者常用的,就是猴子会打出莎士比亚的著作。
  文学的源头,或许是强纳生绥夫特1782年出版的的《格理弗游记》,第三部分第五章,教授要其学生透过经常转动机械把手产生一些随机的字句,以建立所有科学知识的列表。
  猴子总结一下:这个定理真是很麻烦,非要扯上那么多的事物,其实就是说排列组合的可能性:当排列组合的两个元素在数量上达到无限个的时候,任何结果的概率产生可能性为100%。

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