随着社会的进步和人们生活水平的提高,养宠物的,也是越来越多。比如说,这两年,就有一种叫做“单身狗”的生物,在互联网上成堆出现……
怎样才能“脱单”呢?更进一步说,怎样才能找到最心仪的对象呢?
七夕来啦!(图片来源:yuansuxi.com)
苏格拉底的麦穗
关于爱情的思考,最有意思的,要数苏格拉底的麦穗。
柏拉图问苏格拉底,什么是爱情。苏格拉底说,这样吧,你去麦田里,不要回头,一直往前走,把你遇到的、最大的那棵麦穗摘下来、拿给我。
后面的事,大家都知道了:柏拉图瞻前顾后,总觉得后面还有更好的,结果两手空空、一棵麦穗也没有得到。
苏格拉底想借麦穗讲的道理,你看懂了吗?(左苏格拉底雕像,en. wikipedia.org,右,网络图)
开普勒的哀叹
故事是不是真的,暂且不论。总之,苏格拉底的意思是,爱情里犹豫不决,优柔寡断的人,什么都得不到。毕竟,世界变化太快,时不我待!而古希腊那会,人的平均寿命不过三四十,出城串个门都得老半天......
一千多年后,另一个人,遇到了更复杂的问题。
约翰内斯·开普勒(Johannes Kepler),恐怕是古今中外知名度最高的天文学家。他从第谷浩如烟海的观星资料中,发现了行星运动的三大规律。一方面,间接打破了宗教的枷锁;另一方面,启发牛顿创立了万有引力定律。
人非草木,孰能无情。伟人也有伤心的时候,1611年,开普勒的发妻芭芭拉因为疾病去世。为了照顾自己的孩子,也为了缓解自己的悲痛,开普勒斟酌再三,决定再婚。
开普勒夫妇(图片来源:en. wikipedia.org)
消息一出,就有很多姑娘登门拜访。开普勒本着严谨、求实的学者脾气,给这些姑娘一一编号、挨个儿面试。
结果呢?
第一位姑娘体味不佳、第二位姑娘生活奢侈,第三位姑娘已经订婚了……一直到第十一个,也就是最后一个,开普勒依然没有办法定夺。
“是上帝的惩罚还是我的罪孽”,老头子悲愤至极,“使我不得不考虑这么多的可能?”[1]
开普勒的难题(图片来源:www.npr.org)
“爱情导师”登场
解决这一难题的,就是我们本文的主角,梅里尔·弗勒德(Merrill Flood)。
梅里尔·弗勒德(图片来源: www.lib.umich.edu)
这么晚才让主角登场,真是不好意思。可这也不能怪我,跟梅里尔解决过的问题比起来,他个人的知名度实在太小了。
梅里尔生于1908年。对于那个年代的人来说,受教育的选择并不是很多。他先是去了附近的内布拉斯加大学,取得了学士学位和硕士学位。之后,为了进一步深造,梅里尔给数所学校发送了申请,最终选择了普林斯顿大学——不是因为普林斯顿名气最大,而是因为普林斯顿提供的津贴最高……[2]
有意思的是,在之后的岁月里,梅里尔的研究多数和选择有关。
在普林斯顿,梅里尔一方面认识了当时世界上最杰出的人物,冯·诺依曼,另一方面,也为自己的杰出,打下了基础。
随着二战爆发,和很多学者一样,梅里尔被美国战争部聘用。打仗嘛,总是面临着各种各样的决策。大概这种寻找最优解的氛围,感染了梅里尔,使他对开普勒的难题产生了兴趣,最终在1949年,提出了“未婚妻难题”。
解答千年难题
现在就让我们看看,如何才能找到心仪的爱人。
数学家解决问题的第一步,是抽象。梅里尔的未婚妻难题,就是把开普勒的难题,变成一个数学游戏。[3]
假设有一系列的求婚者,分别记为1、2、3、4、5……N,你一次只能面试其中的一个,每次都必须做出决定,接受或者拒绝;而这些求婚者有好有坏,那么,怎么才能以最大概率选中那个最好的呢?
为了方便说明,我们可以假定,只有三个求婚者,分别记为ABC。其中,A的条件各方面最好,B差一点,C最差。根据高中学过的排列组合,我们可以得到六种可能:
如图所示,因为A可以出现在任何一个位置,所以,闭着眼睛蒙,只有三分之一的概率选到A。
梅里尔的方案是这样的:首先,跳过第一个,不要管她,直接拒绝;然后把第二个跟第一个进行比较,如果比第一个好,就接受,否则就进入下一个,再次跟第一个进行对比,判断要不要接受。
这样我们就得到了一张决策图,红色代表路线,灰色代表不必进行的选择,对号代表选到了A、找到了最优解。
那么,用梅里尔的方案,成功的概率是多少呢?
二分之一!那么,瞎蒙成功的概率又是多少呢!
通过这种思路,我们可以进行一系列的计算,当总数为N时,拒绝编号S之前的人,计算最优解的概率P,同时跟瞎蒙的概率Pg做比较:
e表示自然底数,表格参考了杨照崑老师的《摘麦穗问题》[4]
可以看出,随着人数的增多,通过这种策略成功的概率也逐渐下降,最终稳定在37%左右;但是,成功率永远比瞎蒙好。只需要一个小小的拒绝策略,就能增加成功的概率,这,正是数学的魔力。
其实,你还可以这么干
实际上,梅里尔·弗勒德,不仅是爱情导师,而且是博弈论的奠基人,对冷战时期的核战略,提供了理论上的支持。[5]这样的人物,长期不为人所知,实在颇为遗憾。
当然喽,爱情是复杂的。从生理上讲,它是多种激素的合力;从心理上讲,它可能是一种特殊的应激;要是人人都能看出“A比B好”、 “C比D坏”,哪还会有那么多始乱终弃的故事呢?如果是对A一见倾心,心动无比,那你对后面的BCDEF还有兴趣比较吗?
如果像太平公主一样对A一见倾心, 那还有后面的BCDEF什么事?(《大明宫词》剧照)
所以,对于爱情,有时候反而是老法子更管用:真诚,体贴,给对方讲梅里尔·弗勒德的故事,告诉对方自己不会这么干,“弱水三千我只喝一瓢”,顺便商量一下将来的小孩叫啥……
参考文献
[1] How To Marry The Right Girl: A Mathematical Solution[EB/OL]. NPR.org, . https://www.npr.org/sections/krulwich/2014/05/15/312537965/how-to-marry-the-right-girl-a-mathematical-solution.
[2] INFORMS. Flood, Merrill M.[EB/OL]. INFORMS, [2017-08-22]. https://www.informs.org/Explore/History-of-O.R.-Excellence/Biographical-Profiles/Flood-Merrill-M.
[3] FERGUSON T S. Who solved the secretary problem?[J]. Statistical science, 1989: 282–289.
[4] 摘麥穗問題[EB/OL]. [2017-08-23]. https://episte.math.ntu.edu.tw/articles/sm/sm_03_05_1/index.html.
[5] 失控[M]. 东西文库, 译. 新星出版社, 2011.