概率的起源
说到概率论起源的故事,就要提到两位法国数学家。一个是帕斯卡,一个是费马。帕斯卡是17世纪著名的“神童”数学家。费马是个业余数学家,很多故事都和他有关。
帕斯卡尔·费马
帕斯卡的两个朋友是赌徒。
1651年,一位法国贵族梅莱向法国数学家、物理学家帕斯卡提出了一个非常有趣的“分赌注”问题。这两个赌徒说,他们下注后,约定谁先赢五局,谁就得到全部赌注。赌了很久,甲赢了四局,乙赢了三局。天晚了,他们不想再赌了。那么,这笔钱应该怎么分呢?是不是把钱分成七份,赢四场的得四份,赢三场的得三份?还是因为第一次说满五局,没人到,所以一人分了一半?
这两点都不正确。正确答案是:赢4场的人得到这笔钱的3/4,赢3场的人得到这笔钱的1/4。
为什么?假设他们两个再赌一局,不是A赢就是B赢。如果A赢了五场比赛,所有的钱都应该归他。如果A输了,也就是A和B各赢四局,钱要平分。现在A的输赢概率是1/2,那么他拿的钱应该是1/2×1/2×1/2×1/2 = 3/4,当然B应该得到1。
这个问题难倒了他。他苦思了两三年,直到1654才有了眉目。于是他写信给他的好朋友费马,他们讨论了结果,达成共识:梅勒的划分是正确的,他应得64个金币,赌徒应得64个金币。
通过这种讨论,概率论中的一个重要概念——数学期望开始形成。
上述问题中,数学期望是一个平均值,即如何计算今天未来不确定的钱。这就需要把A可能得到的钱乘以1/2的输赢概率,然后把它们加起来。概率论从此发展起来,今天已经成为一门应用非常广泛的学科。
这时,一位荷兰数学家惠更斯在巴黎听到了这个消息,并参加了他们的讨论。讨论的结果,惠更斯写了一本书,叫做《赌博中的计算》(1657),这是概率论最早的著作。
概率论现在已经成为数学的一个重要分支,广泛应用于科学技术的各个领域。
概率论的进一步发展
自帕斯卡、费马、惠更斯之后,第一个认真关注概率论的人是雅各布?伯努利他的书《猜度》包含了大数定律的叙述;棣莫佛公式首先使用正态分布曲线;拉格朗日的贡献在于误差理论。
然而,是拉普拉斯首先把概率论建立在坚实的数学基础上。从1771开始,拉普拉斯发表了一系列重要著作,尤其是1812发表的《概率解析论》,对经典概率论进行了强有力的数学综合,描述并证明了许多重要定理。拉普拉斯的著作还讨论了概率论在人口统计、保险、度量衡、天文学甚至一些法律问题上的应用。在18世纪,概率论不再是一门只与赌博有关的学科。