從骰子遊戲到AlphaGo:擲硬幣、AI圍棋、俄羅斯輪盤,生活中處處機率,處處有趣!

從骰子遊戲到AlphaGo:擲硬幣、AI圍棋、俄羅斯輪盤,生活中處處機率,處處有趣! pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

張天蓉
圖書標籤:
  • 概率論
  • 人工智能
  • 圍棋
  • 遊戲理論
  • 決策分析
  • 風險評估
  • 趣味科普
  • 數學普及
  • AlphaGo
  • 隨機性
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具體描述

確定的世界×隨機的可能×難以預知的未來
 
天氣預報說降雨機率是60%,撐傘卻碰上大太陽;
某股票三個月後翻倍的機率是67%,你猶豫著是否該買;
滿懷希望地買瞭好幾張樂透,朋友卻說中獎機率是一億分之一……
 
生活中常見的「機率」,你真的瞭解它嗎?
 
  【似是而非的答案:機率悖論】
  某人去醫院檢查他患上某種疾病的可能性。其結果居然為陽性,把他嚇瞭一大跳。但是,這種檢查有「1%的假陽性率和1%的假陰性率」。也就是說,在得病的人中做檢查,有1%的人是假陰性,99%的人是真陽性。而在未得病的人中做檢查,有1%的人是假陽性,99%的人是真陰性。於是,某人根據這種解釋,估計他自己得瞭這種疾病的可能性(即機率)為99%。
 
  可是,醫生卻告訴他,他在普通人群中被感染的機率隻有0.09(9%)左右。這是怎麼迴事呢?
 
  【別相信你的直覺:班佛定律】
  美國華盛頓州曾偵破過一個金額高達1億美元的投資詐騙案。嫌犯以創辦高科技的連鎖健身俱樂部為名,籌集瞭大量資金,並挪用款項來滿足自身享樂。為瞭掩飾,他們將資金在海外公司和銀行間頻繁轉帳,並且人為做假帳,讓投資者產生生意興隆的錯覺。
 
  所幸當時有一位會計師感覺不對勁,發現這些數據透過不瞭班佛定律的檢驗。經過瞭3年的司法調查,終於拆穿瞭這個投資騙局。
 
  如此神奇的班佛定律,它的原理是什麼呢?
 
  【運氣也是一種實力:賭金分配問題】
  貴族梅雷和賭友各自齣32枚金幣,共64枚金幣作為賭注。擲骰子為賭博方式,如果結果齣現「6」,梅雷贏1分;如果結果齣現「4」,對方贏1分;誰先得到10分,誰就贏得全部賭注。賭博進行瞭一段時間後,梅雷已得瞭8分,對方也得瞭7分。但這時,梅雷接到緊急命令,要立即陪國王接見外賓,於是隻好中斷賭博。那麼,問題就來瞭,這64枚金幣的賭注應該如何分配纔閤理呢?
 
  對此,機率論之父帕斯卡是這樣迴答的……
 
本書特色
 
  本書以探討機率論及其衍生的問題討論為主軸,小至骰子遊戲,大至人工智慧,探討「機率」中的隨機性如何影響人類生活,並且析論其中的數學、物理學、邏輯學等等問題。書中收錄的問題五花八門,即使非專擅數理的讀者,也能從中體會到思考的趣味。
概率的奇妙世界:從日常到前沿的數學探索 一書概述: 本書是一本旨在深入淺齣地探討概率論及其在現實世界中廣泛應用的科普讀物。它緻力於揭示隱藏在看似隨機現象背後的數學規律,並帶領讀者領略概率思維如何重塑我們對世界的理解。全書結構嚴謹,內容涵蓋瞭概率論的基礎概念、經典難題的解析,以及現代科技領域中概率模型的應用,旨在為普通讀者構建一個清晰、直觀的概率認知框架。 第一部分:概率的基石——理解不確定性 本部分著重於為讀者打下堅實的概率學基礎,擯棄枯燥的純數學推導,轉而采用大量生動的實例來闡釋核心概念。 第一章:何謂隨機?從拋硬幣到抽簽的直覺誤區。 我們從最基礎的隨機事件開始,探討“公平”的真正含義。通過分析經典的伯特蘭箱悖論(Bertrand's Box Paradox)等案例,揭示人類直覺在處理概率問題時常齣現的偏差,並引入樣本空間、事件與概率的基本定義。 第二章:加法與乘法:事件間的邏輯關聯。 深入講解概率論中的兩個基本運算規則——加法原理(互斥事件與非互斥事件)和乘法原理(獨立事件與條件概率)。重點剖析條件概率的強大力量,解釋為什麼“已經發生的事情”會改變未來事件發生的概率。 第三章:貝葉斯定理的威力——認識世界的新視角。 貝葉斯統計是現代概率思維的核心。本章將詳細介紹貝葉斯定理,並通過醫學診斷、垃圾郵件過濾等實際案例,展示如何利用新信息不斷修正我們對先前假設的信念。這不是一個簡單的數學公式,而是一種科學的決策方法論。 第四章:隨機變量與分布的畫像。 介紹離散型和連續型隨機變量的概念,並詳述幾種最常見的概率分布:二項分布(描述重復試驗的成功次數)、泊鬆分布(描述單位時間內稀有事件發生的次數)以及正態分布(自然界和許多社會現象的“鍾形麯綫”)。通過這些分布,讀者將學會如何為現實世界中的隨機現象建立數學模型。 第二部分:經典的概率謎題與決策的藝術 這一部分將帶領讀者挑戰那些曆史上著名的、令人絞盡腦汁的概率難題,並展示概率思維如何指導我們做齣更優化的決策。 第五章:濛提霍爾問題(The Monty Hall Problem)的深層解析。 這個問題是概率思維反直覺的經典代錶。本書將提供多角度的解釋,包括使用條件概率樹狀圖和直觀的頻率模擬,徹底消除讀者對這一問題的疑惑,強調在信息不對稱情況下,更新策略的重要性。 第六章:生日問題的數學震撼力。 探討“在 N 個人中,至少有兩個人同一天生日”的概率問題。通過計算反麵事件的概率,揭示瞭在小群體中,特定事件發生的概率可能遠超人們的預期,這對於理解社交網絡中的隨機碰撞至關重要。 第七章:期望值與風險評估。 什麼是“值得”去做的一件事?本章聚焦於“期望值”(Expected Value)的概念,它是評估風險和迴報的數學基礎。我們將分析賭場遊戲、保險定價以及簡單的投資組閤選擇,說明如何量化不確定性帶來的潛在收益或損失。 第八章:隨機過程的初步探索。 引入更動態的概率概念,如馬爾可夫鏈(Markov Chains)。通過模擬一個簡單的天氣變化模型或品牌忠誠度轉換,展示係統狀態如何隨時間隨機演變,為理解更復雜的動態係統打下基礎。 第三部分:概率在現代科學與技術中的應用 概率論早已走齣書本,成為驅動現代科技進步的核心引擎。本部分將展示概率思維在工程、金融、數據科學乃至物理學中的實際落地。 第九章:統計推斷:從樣本到總體。 探討統計學的核心任務——如何根據有限的樣本信息來推斷總體特徵。重點介紹置信區間(Confidence Intervals)的概念,解釋“95%的置信度”在實際調查和質量控製中意味著什麼,以及如何區分相關性與因果關係。 第十章:信息論與概率編碼。 簡要介紹香農的信息論基礎,說明概率如何量化信息。探討數據壓縮(如哈夫曼編碼)和通信係統如何利用概率模型來優化信息的傳輸效率與可靠性。 第十一章:金融市場的隨機漫步與量化交易。 討論布朗運動(Brownian Motion)如何被應用於描述股價的隨機波動。介紹隨機微積分在期權定價模型(如Black-Scholes模型)中的作用,展示概率如何成為金融工程的語言。 第十二章:計算中的概率——濛特卡洛方法。 解釋當解析解過於復雜時,我們如何通過大規模的隨機模擬來逼近問題的答案。詳細闡述濛特卡洛方法在模擬復雜物理係統、優化工程設計以及計算積分中的強大效能。 本書特點: 強調直覺構建: 避免艱澀的證明,側重於通過可視化和類比來培養讀者的概率直覺。 廣泛的跨學科視野: 內容深度融閤瞭數學、物理、經濟學和計算機科學的交叉點。 思維訓練工具: 不僅傳授知識,更重要的是提供一套係統性的、應對不確定性的思維工具箱,幫助讀者在信息不完整的情況下做齣更理性的判斷。 本書適閤所有對數字世界背後的邏輯規律感到好奇的讀者,無論是渴望提升決策質量的職場人士,還是對前沿科學技術抱有興趣的普通愛好者,都能從中獲得深刻的啓發。

著者信息

作者簡介
 
張天蓉
 
  科普作傢,美國德州奧斯汀大學理論物理博士,現居美國芝加哥。研究課題包括廣義相對論、黑洞輻射、費曼路徑積分、飛秒雷射、雷射探測晶體性質、高頻及微波通訊、EDA積體電路軟體等,發錶專業論文三十餘篇。2012年開始齣版瞭一係列科普著作,其文風深入淺齣,趣味盎然,亦保持科學的嚴謹性,深得讀者喜愛,代錶作品有《相對的宇宙,愛因斯坦的睏惑:黑洞謎團、弔詭悖論、學者舌戰……淺談相對論與20世紀物理學》、《第一支火箭:被戰火推進的航太史》、《宇宙零時:從太陽係倒流迴大霹靂,宇宙謎團的解答之書》等。

圖書目錄

前言

第1章 趣談機率
帕斯卡和法國數學:機率論的誕生
似是而非的答案:機率論悖論
幾何概型和伯特蘭悖論
別相信直覺——機率論幫助偵破「財務造假」
賭徒謬誤:賭博與大數法則
隨處可見的鐘形麯線:中央極限定理

第2章 趣談貝氏學派
三門問題
三門問題引發的思考:機率究竟是什麼?
頻率學派和貝氏學派
主觀和客觀
拿什麼拯救你,量子力學
貝氏撞球問題
德國坦剋問題

第3章 趣談隨機過程
馬可夫鏈
醉漢漫步的數學
賭徒破產及鳥兒迴傢
微粒的「醉漢漫步」——布朗運動
麥穗問題和博士相親

第4章 趣談「熵」
從卡諾談起——天妒英纔
「熵」——熱力學中閃亮登場
「熵」——名字古怪、性情乖張
時間之矢貫穿宇宙
伊辛(或易辛)模型及應用
馬剋士威惡魔

第5章 趣談資訊熵
「熵」——資訊世界大顯身手
「熵」——品類繁多、個個逞強
老鼠和毒藥問題
秤球問題
不要把雞蛋放在同一個籃子裡

第6章 趣談網際網路中的機率
大網路中的小世界
網路和圖論
網路的大小
有趣的隨機大網路

第7章 趣談人工智慧的統計
AlphaGo世紀大戰
人工智慧發展的三起三落
隱馬可夫模型
支持嚮量機
單純貝氏分類器
分布的分布
中國餐館過程
機器深度學習的奧祕

參考文獻

圖書序言

  • ISBN:9786263323612
  • 規格:平裝 / 286頁 / 14.8 x 21 x 1.43 cm / 普通級 / 單色印刷 / 初版
  • 齣版地:颱灣

圖書試讀

前言
 
  這是一本寫給對機率統計及應用有興趣的非專業讀者的書,目的是幫助他們理解高科技發展中機率統計等概念的意義。本書在寫作中以悖論、謬誤,以及一些饒有趣味的數學案例為前導,引發讀者的興趣和思考,並在解答問題的過程中講述機率論中的基本知識和原理,及其在物理學、資訊論、網路、人工智慧等領域與技術中的應用。書中介紹的著名趣味機率問題包括賭博點數分配問題、賭徒謬誤、高爾頓闆、幾何概型悖論、醉漢漫步、德國坦剋問題、博士相親、中國餐館過程等。透過討論這些簡單有趣的例子,讓讀者瞭解機率統計中的重要概念,如隨機變數、期望值、貝氏定理、大數法則、中央極限定理、馬可夫過程、深度學習等等。
 
  針對機率論,有「法國牛頓」之稱的P.S.拉普拉斯(P.S.Laplace,1749~1827)曾說:「這門源自賭博機運之科學,必將成為人類知識中最重要的一部分,生活中大多數問題,都將隻是機率的問題。」
 
  兩百多年之後的當今文明社會證實瞭拉普拉斯的預言,這個世界充滿瞭不確定性。作為數學領域的一個重要分支,機率論的基本概念早已融入人們的工作和生活當中,小到人人都可以買到的樂透,大到如今熱度不減的各種大數據,還有近年來突飛猛進的人工智慧技術,包括打敗人類頂級圍棋手的「AlphaGo」和自動車輛使用的「深度機器學習」算法等,都與機率論密切相關。
 
  因此,人人都有必要學點機率論,瞭解一下機率與統計有哪些基本理論,世界是隨機的嗎?它們是如何被應用到現代科學及人工智慧中的。然而,因涉及複雜的數學計算等問題,這個領域使大眾望而生畏。本書旨在盡可能地跳齣數學公式,用平易近人的話語將機率與統計中一些深奧的概念轉變為大眾更容易理解的實際案例。
 
  機率論本來就是從多種賭博遊戲中誕生的,因此,第1章從機率論的誕生歷史開始,透過介紹經典機率論中幾個著名悖論,讓大眾瞭解大數法則、中央極限定理、貝氏定理等機率論中的基本概念及應用。
 
  第2章主要介紹在現代機率論及應用中極其重要的貝氏學派。有趣的三門問題是一個經典問題,卻由此啟發我們思考機率的本質,從而有利於介紹機率論中「頻率學派和貝氏學派」之間的兩派之爭。多數機率論書籍均僅僅基於頻率學派的觀點而寫成,而本書隻在第1章中涉及古典機率論(即頻率學派)的基本概念,之後便將貝氏學派頗為不同的思考方法,貫穿於本書的敘述中,這也是本書的特色之一。
 
  機率描述的隨機變數如何隨時間而演化?這類由一係列隨機變數構成的「隨機過程」,是第3章介紹的內容。「隨機過程」這個聽起來生澀的數學專業詞彙,也被作者用「醉漢漫步」的通俗例子解讀得一目瞭然。
 
  之後的第4、5、6章,分別簡要地介紹機率論在統計物理、資訊論、網路理論中的應用。同樣地,作者努力避開說教式的言辭,把知識融入故事中,在講解知識的同時,帶給讀者閱讀故事、解讀趣題的樂趣。緊接著,在最後一章中,作者提綱挈領地介紹人工智慧中熱門的深度捲積神經網路,儘管隻能管窺蠡測,但從幾個關鍵算法中,讀者也能對機器學習的奧祕略知一二。
 
  本書既可淺讀,也能深究,盡量做到滿足各個教育程度大眾的閱讀興趣。涉獵的知識範圍廣泛,將數學、物理、通訊、資訊、電腦、人工智慧多個領域,透過「機率」而串連到瞭一起。希望本書可以幫助讀者更快速、更深刻地理解機率統計,將其應用於生活和社會,也可以讓年輕人從遊戲和趣題中學到知識,吸引他們踏進基礎科學、人工智慧、資訊技術的大門。
 
當今社會處處是機率,萬物皆隨機,悖論知多少,趣題相與析。大傢都來讀書解惑,玩玩有趣的機率遊戲吧!
 
作者

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