《机遇与混沌》【概率2】读书随笔7——物理概率的补充说明

昨天说到概率是一个很好的演示物理理论建立的例子,所以昨天一直在强调为什么概率必须是要有物理含义的,以及一个概率事件是如何被定义上物理操作的。我们之前已经讲过,一个物理的理论里面一定包含着一个数学的理论,昨天是在讲这个结构的物理方面,那么之后就要讲一讲这个理论的纯数学部分。

不过在开始数学理论之前,对物理的概率研究还有两点重要的小补充。首先,在研究物理概率的过程中,对于引进什么样的物理框架是不受限制的。原因可以举这样一个例子个,还是抛硬币,硬币在空中转的时候,我们知道下落后某一面朝上的概率是0.5,但是当它落地了之后不确定性就消失了,这时再说哪一面朝上概率是0.5显然是不对的。那么,究竟在哪一个时刻决定了这个硬币是正面朝上?如果你坚信“经典决定论”(关于这个东西,书会有专门一节去讲,很晦涩难懂的一节,我基本看不懂是在讲什么。。。)原理,那就是说,硬币落下来会是哪一面朝上是在宇宙创立之初就确定了的东西(那当上帝还真是辛苦呢,这种事情都要操心。。。)。这难道就说我们需要放弃概率,选择听天由命?或者必须要在讲到量子力学(会涉及到各种颠覆想象的不确定原理)时才能说概率?这当然不是研究物理的正确打开方式!物理理论的建立不受任何框架的约束,所以只需选取一个合适的框架能够表述物理概率就可以了。其次,作者还要捍卫他的一个哲学立场,就是对于各种不同现象(实在片段),都有概率的理想化。联系后文我觉得这块的意思就是说,真实事件的概率是无法得知的,我们只能用大量重复实验结果中该事件出现的频率来代表概率。解释一下,就是说用抛硬币抛足够多次,其中正面朝上发生的次数占全部抛硬币次数的占比(即频率)来表示概率。同时这也是测出某一事件概率的(基础)方法(对于一些比较套路化的模型,可以有其他的简单方法)。顺便一提,“把事件发生的频率近似为事件的概率”可是高考概率题必有的一句题干,虽然学生不怎么关心(因为这个点老师不会去强调,而且由于这类题必须这么做,所以不注意到也不会做错。。。但是这么重要的思想居然就这样在教学过程中被忽视了,我也不知道该说什么好。。。),所以出卷老师可真是极其严谨呢。之所以要这样理想化因为这些理想化是有实际意义的,它可以帮助我们判断一些事件发生的可能性。

OK,有关物理概率的补充到此结束。接下来开始学习数学里面的概率。先说一个带有数学特有的严(傲)谨(娇)范的东西,关于概率的表示,平时我们喜欢说百分之几,那么概率的分布区间在0~100%之间;然而数学家偏爱分数,规定概率分布区间在0~1之间(其实本质一样啦),这样似乎显得,更高级?不过也许有什么深层次的目的?

那么,对于一个事件,如果发生的概率为0,则为不可能事件;概率为1,则为必然事件,这俩都不是概率讨论的重点。概率要说的是发身在0~1【既不取0也不取1,用区间的数学语言表示就是(0,1)】这个区间内的事件,这样的事件就是不确定的。

接下来就该顺理成章的讲讲概率的数学表示法,毕竟数学家不喜欢每次都要写“事件A的概率是0.9”这么多字。表示法的方式很,套路。因为概率的英文Probability首字母是P,那么对于事件A的表示就是P(A),“事件A概率为0.9”表示出来就是:P(A)=0.9。是不是看上去简介而明确?当然一开始都是很简单的,这个符号的其他地方是不太会有大大变动了,但是括号里面那个“事件A:(A)”可是可以玩出超多花样的。里面不少理解起来头痛欲裂的内容(比如,让高考数学概率要是出难题就可能会出道“条件概率”的题。。。就是在这块做文章。。。),不过会这样是受到概率这个概念的本质而言,概率的重点就是在确立事件的各种特点和关系。

那么接下来就讲到两类基础由极其有代表性的事件——互斥事件和独立事件。

公式是这样子:

若事件A和事件B是互斥事件,则P(A或B)=P(A)+P(B)

若事件A和事件B是独立事件,则P(A且B)=P(A)×P(B)

嘛,感觉看不懂这俩公式?也不太明白啥是“A或B”啥是“A且B”?不明白就不明白嘛反正又不重要我明天会讲。。。

嗯,今天就到这里。。。

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