nCr, 2

這段改編自 2014 年 3 月 22 日的對話。

假設有 7 蘋果,你要選 3 個出來,總共有多少個選法?

(A:我大概明白你的解釋。但是,情感上,我仍然接受不到,「7 選 3」和「7 選完 2 後再選 1」,的確有所不同。)

如果你堅持要把「7 選 3」,看成「7 選完 2 後再選 1」,而又要得到正確答案的話,你可以用 nPr 的方法。

「nPr」即是「n 排 r」—— 如果有 n 個物件,選 r 出來排隊,總共有多少個排列方法?

例如,由 7 個蘋果之中,選 3 個蘋果出來,總共就有 7P3,即是 210 個排法。

但是,題目要的是「組合」,不是「排列」。亦即是話,題目只重視,如果 7 個蘋果之中購買 3 個,有多少個選擇方法,而購買的次序並不重要。

換句話說,被選的 3 個蘋果的內部次序,不予考慮。所以,你應該把 7P3 除以(3!),才可以把「排列」翻譯成「組合」,得到正確的答案:

7P3/(3!)

= 210/6

= 35

這個答案,和 7C3 的結果相同。

你剛才說,你很想把「7 選 3」,看成「7 選完 2 後再選 1」。你可以這樣做:

首先,由 7 個蘋果之中,選兩個出來排隊。

7P2

然後,再由餘下的 5 個蘋果之中,選 1 個出來排隊。

(7P2)(5P1)

最後,就把次序因素刪除。

(7P2)(5P1)/(3!)

= 35

你都會得到 35。

總括而言,「7P3/(3!)」、「7P2 x 5P1/(3!)」和「7C3」都是正確的,等如 35。而「7C2 x 5C1」則等如 105,不是正確的。

(A: 為何把「7P3」拆成「7P2 x 5P1」就可以,而把「7C3」拆成「7C2 x 5C1」就錯誤?)

如果要變成正確,你就要把「7C2 x 5C1」除以 3。「7C2 x 5C1/3」都會等如 35。為何要把「7C2 x 5C1」除以 3,才會得到正確答案呢?

亦即是話,在這裡,「除以 3」的實際意思,又是什麼呢?

— Me@2014.04.05

2014.04.06 Sunday (c) All rights reserved by ACHK

Holographic principle, 8

For many decades, we have wanted to know something profound about the “quantum aspects of spacetime” and “quantum gravity” and holography showed us a – partially unexpected – detailed version of the principle that becomes about as important in quantum gravity as the uncertainty principle is in quantum mechanics and the equivalence principle is in general relativity.

— Laymen’s allergy to the holographic principle

— Lubos Motl

2014.04.05 Saturday ACHK

假名定律

反白論前傳:冠名篇 2

這段改編自 2010 年 4 月 10 日的對話。

(安:有很多名人都被人宣稱,講過某些金句;而實際上,那些名人根本沒有講過,被指的那些金句。)

這個「錯亂冠名」的現象,有一個嚴重一點的版本,叫做「斯蒂格勒定律(Stigler’s law)」:

沒有一個科學定律,是根據其最先發現者而命名的。

這個定律,我會簡稱為「名字由來法則」。《維基百科》舉出的例子有:

1. 高斯分佈: 最早是由棣莫弗在 1718 年著作中提出。

2. 本福特定律: 最早是由西蒙·紐康在 1881 年提出。

3. 三次方程的卡爾達諾公式: 解法的思路來自塔塔利亞。

4. 歐拉數e: 雅各布·伯努利第一個注意到此常數。

留意,「斯蒂格勒定律」本身,都會遵守「斯蒂格勒定律」。亦即是話,「斯蒂格勒定律」的最先發現者,其實不是「斯蒂格勒」。

(安:那又未至於,所有的定律冠名都是假的。例如,有很多數學公式和物理定律,都是以「牛頓」來命名。可以想像,那堆公式和定律之中,總有一部分的原創者,真是牛頓本人。)

即使「斯蒂格勒定律」不是百分百正確,它仍然很有用處。它提醒了我們,有很多定律的冠名,都是不符史實的。如果你想保險一點,你可以把「斯蒂格勒定律」改為:

科學定律的名字,很多時也不是根據,其最先發現者而命名的。

— Me@2014.04.03

2014.04.04 Friday (c) All rights reserved by ACHK

nCr

乘法意思 6

這段改編自 2014 年 3 月 22 日的對話。

假設有 7 蘋果,你要選 3 個出來,總共有多少個選法?

答案是 7C3(「7 選 3」),即是總共有,35 個可能的組合。

(A:那我可不可以把題目看成,分兩次抽 3 個蘋果出來?

首先,我由那 7 個蘋果中,抽兩個出來,即是 7C2。然後,我由餘下的 5 個蘋果中,再抽 1 個出來,即是 5C1。所以,答案應該可以寫成「7C2 乘以 5C1」。

但是,「7C2 x 5C1」卻是 105,不是 35 。錯在那裡呢?)

「7C3」和「7C2 x 5C1」,所表達的情況不同。

「7C3」是指由 7 個蘋果之中,任意選 3 個出來,總共有多少個可能。

而「7C2 x 5C1」則是指,由一箱 7 個蘋果之中,任意選 2 個出來;然後,再由另一箱 5 個蘋果之中,抽一個出來,即是 5C1,總共有多少抽法。

留意,「7C2 x 5C1」根本不是你所指,代表「首先由 7 個蘋果中,抽兩個出來;然後,再由同一箱餘下的 5 個蘋果中,抽 1 個出來」。

(A:但是我仍然不太明白,「7 選 3」和「7 選完 2 後再選 1」,為何有所不同。)

互相獨立的因素,才會用乘法。你記不記得,在學習「機會率」時,學過這一點?

其實,歸根究底,「互相獨立的因素,如果一併考慮,總共有多少個組合」,就是乘法的根本意思,即是定義。

例如,一個長方形的長度增減,並不會影響闊度的大小,反之亦然。所以,長方形面積等於「長乘闊」的其中一個原因是,長和闊,是互相獨立的因素。

如果你把「7C2 x 5C1」看成,「由第一箱 7 個蘋果之中,任意選兩個出來;然後,再由另外箱 5 個蘋果中,抽 1 個出來,即是 5C1,總共有多少個抽法」,那就正確,因為,你由第一箱 7 個蘋果之中,抽了哪兩個出來,並不會影響到,你由第二箱 5 個蘋果之中,抽了 1 個出來時,會抽到哪 1 個。

但是,如果你把「7C2 x 5C1」看成,「由 7 個蘋果中,抽兩個出來;然後,再由同一箱餘下的 5 個蘋果中,抽一個出來」,那就不正確,因為,這兩個步驟,並不是互相獨立。第一個步驟結果,會影響到第二個步驟的結果。

你在「由 7 個蘋果中,抽兩個出來」時,抽了哪兩個,會影響到那箱中,將會餘下哪 5 個蘋果,給你第二個步驟去選。

— Me@2014.04.01

2014.04.01 Tuesday (c) All rights reserved by ACHK

康德

這段改編自 2010 年 4 月 10 日的對話。

根據李生的描述,哲學家康德講過,在「現象世界」中沒有自由,一切皆受物理定律的支配。但是,那樣的話,康德就不能建構其道德理論,因為人根本沒有「自由意志」。沒有「自由意志」,就沒有所謂的「道德責任」。

所以,為了可以建構道德理論,康德又說,雖然人在「現象世界」中沒有自由,但在「本體世界」中卻有自由。

李生批評,那是一個博懵(鑽空子)的講法,因為,在邏輯上,我們只能透過「現象」,去觀察「本體」。「本體」有自由,「現象」就會有自由;「現象」沒有自由,「本體」就沒有自由。

假設有人說:「雖然我壞事做盡,但我本性善良。」

我就會回應:「既然你本性善良,為何會壞事做盡?」

但是,如果用我以下的詮釋,康德的講法,就可能有意義。你的身體是一件物件,所以會受物理定律的支配,不會自由;但是,你的思想並不是物件,所以可能有自由。簡言之,動作不自由,意志有自由。

例如,根據物理定律,你的手指遇到火燒時,會立刻彈開,防止自己受傷。這是你不能控制的。但是,當你經歷這個動作時,心裡感受是什麼,或者腦中思想是怎樣,卻有一定的自由度,只要你那些不同的思想感受,不會干擾到,物理世界的運行就可以。

但是,我後來發覺,我這個詮釋並不成立,因為,不同的感受,對應著身體的不同物理狀態。所以,間接地,心理感受也會受,物理定律的影響支配。

比喻說,假設你用墨水筆寫一篇文章。不同的文章,對應著墨水在紙上的不同排列分佈。你並沒有可能,在不影響到墨水分佈的情況下,修改到該篇文章的內容。

同理,修改一部電腦儲存的資料時,其實即是在改變其硬件的狀態。在這個意思之下,同一部電腦的「軟件」和「硬件」,並不是該電腦的兩個部分,而是同一樣東西的兩個方面。你並不能拆開那部電腦,把它分成兩部分,然後介紹:「這部分是電腦的『軟件』;而那部分則是電腦的『硬件』。」

— Me@2014.03.25

— Me@2014.03.31

2014.04.01 Tuesday (c) All rights reserved by ACHK