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第12章 1用砂粒填满宇宙(11)

刘木头皮笑肉不笑地回答:“小齐,不要激动嘛。平均工资确实是300元,不信你可以自己算一算。”

刘木头拿出了一张表,说道:“这是我每周付出的酬金。我得2400元,我弟弟得1000元,我的六个亲戚每人得250元,五个领工每人得200元,10个工人每人100元。总共是每周6900元,付给23个人,对吧?”

“对,对,对!你是对的,平均工资是每周300元。可你还是骗了我。”小齐生气地说。

刘木头说:“这我可不同意!你自己算的结果也表明我没骗你呀。”

接着,刘木头得意洋洋地拍着小齐的肩膀说:“小兄弟,你的问题是出在你根本不懂平均数的含义。怪不得别人呦。”

小齐气得说不出话来,最后,他一跺脚,说:“好,现在我可懂了,我不干了!”

在这个故事里,狡猾的刘木头利用小齐对统计数字的误解,骗了他。小齐产生误解的根源在于,他不了解平均数的确切含义。

“平均”这个词往往是“算术平均值”的简称。这是一个很有用的统计学的度量指标。然而,如果有少数几个很大的数,如刘木头的工厂中有了少数高薪者,“平均”工资就会给人错误的印象。

类似的会引起误解的例子有很多。譬如,报纸上报道有个人在一条河中淹死了,这条河的平均深度只有2尺。这不使人吃惊吗?不!你要知道,这个人是在一个10多尺深的陷坑处沉下去的。

67随机成群效应

我们知道,π是个无限不循环的小数,它的数字排列是无章可循的、随机的,所以,你想从中找到什么规律是不可能的。

但是,在π中却显现出一种奇特的现象,比如说,它从第710154个数以下的数字是一连串排有7个3。

而且,这种一连串7个相同数字的排列在π中出现的可能性还相当高。

这是怎么回事?

这是一种随机成群效应。

如果尔不断地抛掷一枚硬币,并记下结果,你就会发现有时竟会出现一连串的同样结果。

如果你抬头仰望夜空,会看到恒星成群聚集成为星座。

如果你将豌豆撒在地上,会看见豌豆在地面上汇成小群。

另外,你也一定知道“祸不单行”的俗语。

这些都是随机成群效应的表现。

你也可以自己动手做一种“糖果花纹”,亲手制造出一种随机成群效应。

制造方法是,取相当数量的红色糖球,再取相当数量的绿色糖球,将两种同样数量的糖球放入玻璃瓶中。不断摇晃这个瓶子、直至两种颜色的糖球完全混合均匀为止。

现在注视瓶子的一边。你大概估计会看到两种颜色的糖球已均匀打散了,可是你真正看到的图案都是不规则的,大片红色糖图案中点缀着许多小群的绿色糖,且二者总面积相等。图案是如此出人意料,甚至数学家在乍看到时也会相信,大概有某种静电效应使得一种颜色的糖球粘住另一颜色糖球。实际上起作用的是偶然性。花纹是随机成群的正常结果。

下面是一个与随机成群效应有关的纸牌把戏。

拿出一副扑克牌,使它黑红相间。再把这副牌分成两叠,让每叠牌的最底下那张的颜色互不相同。然后将两叠牌洗到一起。

现在从这叠洗过一次的牌上部一对一对地拿牌,结果会怎样呢?

结果是:不管你原先是怎样洗牌的,你拿的每一对牌都是一红一黑!

为什么会这样呢?原因很简单。

首先,这副黑红相间的牌分成两叠后须两张底牌一黑一红。

然后,在洗这两叠牌时,第一张牌离开拇指落下贴在桌面后,左右手中两叠底牌就是一色的了,这两张牌都与已落下的那张牌颜色不同。往后无论这两张底牌落下哪张都与桌上那张构成颜色不同的一对。

现在手中的牌又与还未落下任何一张牌时的情况一样。剩下两叠牌的底牌颜色不同。不管哪张牌落下,手中剩下的两张底牌均与之不同色,故接着落下的第二对牌也必然是颜色不同的。依此类推可知余下的牌将反复出现上述现象。

这个不寻常的纸牌把戏是一个实例,说明一种潜在的数学结构会怎样进入随机集群之中,并产生看上去似乎神秘的结果。

68新药到底有没有效果

药厂设计开发出一种新药,希望能够有助于人的睡眠。但是在进行药物试验时,却出了个蹊跷事。

事情是这样的。试验安排了两种人,一种是真正服用此药的人;一种是以为在服药,实际上服的是没有任何药效的安慰药的人。试验分成了两组,第1组有18个人,第2组有23个人。在第1组中有11个人服此新药,7个人服安慰药。第2组中9个人服新药,14个人服安慰药。

试验的结果是:在第1组中,11个服新药的人中有5人睡眠状态明显好转,7个服安慰药的人中有3人感觉良好。在第2组中,9个服新药的人中有6人感觉良好,14个服安慰药的人中有9人睡眠状态明显好转。

现在,统计学家要分析药物试验结果了。

先分组进行分析。在第1组中,服新药者有效果的占到了5/11,服安慰药者有安眠效果的是3/7,显然5/113/7,表明新药比安慰药有明显好的效果。在第2组中,服新药的人中有效果的占到了6/9,服安慰药的人中有安眠效果的是9/14,由于6/99/14,所以也表明新药比安慰药有明显好的效果。

但在把两个组的情况合起来分析的时候,结果却变了。你看,服新药的人一共是20个,其中有效果的有11人,比例为11/20;服安慰药的人共有21人,其中感觉到安眠效果的有12人,比例为12/21。因为11/2012/21,所以得到的试验结果是安慰药的效果比新药的效果还要好。

那么,到底新药有没有效果呢?统计学家也无法拿出令人信服的结果了。

这个悖论说明,要设计出一种试验,使其统计分析结果总是可信有多么困难。

为扎克取工钱

从前有个大地主叫古依木,雇了一个叫扎克的长工,答应每年给一头牛的工钱。到了年底,古依木对扎克说,你的工钱存在我这儿,将来可以办大事。老实的扎克同意了。一晃19年过去了,扎克年老力衰了,大地主古依木就想把他辞退。一天,古依木把扎克叫来,说:“你在我家做了19年,现在我给你19斤油,你走吧!”扎克一听急了,说:“老爷,你讲的每年给‘一头牛’的工钱,怎么变成‘一斤油’了呢!”古依木两眼一瞪,咆哮说:“那是你听错了,老爷还会赖你吗?”不容分说就把他赶出了门。

扎克提了19斤油呆呆的坐在路旁。这时正好看见阿凡提骑着小毛驴过来了。扎克连忙把这事告诉阿凡提,请他帮忙算回工钱。阿凡提想了片刻说,好,我和你一起上古依木家里去评理。”

古依木在家里正在喝酒,冷不防阿凡提和扎克走了进来,古依木心里有点慌,装着笑脸道:“阿凡提先生驾到,不知有何贵干?”阿凡提说:“扎克想做个小生意,特来借三两银子,由我作保,不知老爷肯不肯。”古依木一听,心宽了,连说:“有阿凡提先生作保,当然可以。扎克是老实人,年息对本对利就行了。”于是,三对六面写好了借据。古依木正要去拿银子,阿凡提拉住了他说:“办事情要公平,借你的钱是对本对利,那么,阿凡提每年一斤油存在你这里,也应该对本对利。”古依木眼珠一转,暗想十九斤油的利钱能有多少,大不了几百斤油吧!就说:“好吧,看在阿凡提先生的面上,算出多少,我照付就是了。”

于是,阿凡提拿过算盘说:头一年,工钱1斤,第二年加利息1斤,加工钱1斤,共3斤,第三年是7斤,第四年是15斤……不到一刻工夫,算出了结果,把大地主古依木吓得目瞪口呆。最后连连央求:“阿凡提先生,请你向扎克说说好话,我情愿还他19头牛的工钱!”

扎克拿到了19头牛的工钱,三两银子当然不借了。

请问小朋友,每年一斤油,按照古依木对本对利的算法,19年的本息账,到底是多少?告诉你,结果是524287斤油。你如不信,不妨自己算算看。

这个铜币哪去了

这天,太阳刚刚出来,阿凡提就骑着小毛驴赶集来了。阿凡提一边逛着,一边不住地和朋友们打着招呼。

只听见有人高喊他的名字,阿凡提回头一看,原来是西瓜店老板沙拉。此人既贪财又奸诈,还专门放高利贷剥削老百姓。阿凡提早就想找机会教训教训这家伙。此时沙拉正手忙脚乱地卖着西瓜。阿凡提走过去,见西瓜半数是大的,半数是小的。大西瓜一个铜币买2只,小西瓜一个铜币买3只。阿凡提对沙拉说:“啊,沙拉老弟,你可真笨,何不把大小西瓜合在一起,不论大小,按2个铜币买5只来算,不是省事了吗?”沙拉一听,顿时眉开眼笑,连忙谢道:“阿凡提大哥真是聪明,果然名不虚传。”

过了没多久,沙拉又急急忙忙地追上了阿凡提说:“阿凡提大哥,我刚才用您教的方法卖了30只大西瓜、30只小西瓜,真是快多了。可我点钱时发现只卖得24个铜币,而按老办法卖30只大西瓜应得15个铜币,30只小西瓜应得10个铜币,合在一起一共25个铜币,怎么会少一个铜币呢?”

阿凡提暗自好笑,却故作吃惊地说:“不会少一个铜币吧,一定是你数错了。”

沙拉左思右想,也不知这个铜币哪里去了,还真以为数错呢。瞧,他又在瓜摊旁一遍一遍地数着铜币。

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