在場超過幾人,能使「兩人同天生日」的機率超過50% ?

兩人同一天生日的機率跟拋硬幣一樣?那些你註定遇到的奇妙巧合!

窩課360

2021/07/14

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你的生日跟我一樣

提到巧合,首先要講的是,我們經常是過度重視巧合。

小學課堂上有人提到生日課題。班上共有30位學童,一位大聲說:「莎莉的生日和我的相同。」這對兩人來說都非常重要,其他同學也都非常興奮。

「那是我生日耶!」

然而,這種情節卻不罕見,看來或許令人不解。不管你走進哪個班級,通常至少都可以找到兩位學童的生日相同。或許多數人會認為這是罕見的巧合。畢竟,一年有365天,因此或許你會預期,班上同學至少要達到約180位,才有半數機率出現生日巧合。

然而,事實並非如此。其實班級人數只要達到23,其中兩位的生日相同的機率就會超過五五波。事實上,由於生日並不是全年平均分布,只要是學童人數達到20的班級,或許還是可以在其中半數發現生日巧合。

怎麼會這樣呢?要了解這個道理,首先要知道該怎樣計算兩起「獨立」事件的同時發生機率,把個別事件的發生機率相乘(請參見本書第109頁的「知識補給站」)。好比,拋硬幣得到兩次正面的機率為 1/ 2 × 1/ 2 = 1/ 4 ,或為4中取1。你可以拋擲兩個硬幣,看會出現哪種組合,這樣你就會相信了。反覆實驗100次,並計算雙雙為正面的次數。應該約為25次。這裡並不保證正好等於25次,不過倘若你的答案並非介於20次和30次之間,或許你拋硬幣的手法就很特別。

某孩童在哪天出生,和另一位孩童的生日並無關係(只要兩人並非孿生子!),這點和拋硬幣相同。這就表示生日巧合機率的算法,和你計算硬幣拋擲機率的方式相同,把兩項機率相乘即可。不過,且不要計算巧合機率,就讓我們算出所有孩童的生日都不相同的機率。事實上這還比較好算。

先想像,你班上只有兩位學童。第一位的生日為6月14日。第二位學童在不同日出生的機率為何?答案可以從另外364天選定,因此機率為364/365,這時莎拉進入教室。她的生日和另外兩位學童的是否不同?倘若另外兩位學童的生日中兩位的生日並不相同,那麼莎拉的生日也不相同的機率就為 363/365 ,因為只剩下 363 天為不同日……就這樣繼續下去。

當其他學童分別進入教室,他們的生日也都不同的機率就會再略微遞減。第 23 位學童的生日和所有其他學童都不相同的機率就是 343/365。

生命中發生奇妙巧合的機率會高嗎?

那麼發生有趣巧合的機率有多高?

讓我們粗略估計一下。假定你今天有百萬分之一的機會,要發生一件永生難忘,可遇不可求的巧合,而且你在往後的任何一天,都有可能碰上這樣的罕見巧合,總共有100次機會。

好比你突發奇想,決定賭全國大賽馬,在沒有勝算的馬匹中挑選三匹下注,比賽結果牠們卻分獲第一、第二和第三名。或者你在大選日開車外出投票,結果在回家途中發生輕微車禍,卻發現另一輛車中的乘客就是你那區的國會議員老兄。這些就是「百萬分之一」類型的巧合事件。順道一提,夢到朋友贏得博彩,結果在幾天之內成真也算是這種巧合事件。

這和生日的例子一樣,要計算這種巧合的發生機率,最好的作法也是先檢視不發生這種巧合的機率。

你明天完全不碰上這類巧合的機率有多高?不發生百萬中取一的事件之機率為0.999999。我們已經估計出,你在任何一天都可能碰上這種事件,總共有100次機會,因此完全沒有發生的機率為: 0.999999×0.999999×0.999999……連乘100次。

這約等於0.9999,或一萬次中有9999次。這就表示,你在明天碰上這種巧合的機率為10000中取1。還是非常不可能出現。

下週的狀況為何?往後每七天內,每天都出現百萬分之一機會之巧合的機率有多高?計算作法和前面相同。本週每天都像今天一樣無聊的機率為: 0.9999×0.9999×0.9999……連乘7次。

或約為0.9993。這就表示下週有萬中取9993的機率會很無聊,而萬分之七則會發生奇妙的巧合。

來年每週都像本週一樣無聊的機率為: 0.9993×0.9993×0.9993……連乘52次。

或0.964,也就是約29/30。突然之間,這開始變得有趣了。你在往後20年間,每年都不會碰上百萬分之一機會之巧合事件的機率為: 0.964×0.964×0.964……連乘20次。 這就等於0.48,或48%的機會。

根據這種極端將就的計算方法,在往後20年間,你實際上有超過五五波的機會,會碰上難以忘懷的百萬分之一機率巧合事件。這也表示,在你所認識的人當中,每20人當中就有1人,有超過50%的機率,會在往後一年當中有奇妙的故事可以講。因此,這和有23位學童的班級一樣,你們當中有1人會在今年碰上奇妙巧合的機率為52%,超過半數!或許生命畢竟並不是那麼無聊。

當然,我們這裡也做了重大假設。誰知道在任何一天當中,在你身上要發生多少驚人的巧合事件?或許有好幾千起。事實上,有些巧合只有十億分之一的機會,另外還有些則或許是千分之一。不過,我們非常粗略的估計或許並不是那麼極端,而且就在今年,你或你的親近朋友就會有半數機會要碰上有趣的事件,這就顯示當你聽到某人的驚悚巧合之時,也實在不該感到意外。

儘管如此,口頭上還容易講,等到你真的碰上,就很難以平常心看待。底下是我們收到的真實故事:

「我在幾年前去拜訪一位新認識的人。她的女兒小莎拉也在那裡拿蠟筆畫畫。我為她畫了個月亮說:『當然,妳從月球的形狀就可以看出日期!』(我那時隨便亂講的)『那麼日期是……隨便想出個日期……8月17日。』那位母親倒抽一口氣並說:『我就知道你會這樣講。莎拉的生日是 8 月 17 日,我的也是,還有我先生的也是。』 」

那是種難以忘懷的巧合。那種巧合很有趣也很罕見,而且也可以說是千載難逢。


本文節錄自《為什麼公車一次來三班?:從自然的奧妙原理到日常的不思議定律,探索生活中隱藏的81個數學謎題》

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