Алекс Беллос - Алекс в стране чисел. Необычайное путешествие в волшебный мир математики

Если у вас под рукой нет группы из 23 человек, чтобы проверить это, займитесь своими ближайшими родственниками. При наличии четырех человек имеется 70-процентная вероятность, что у двух из них дни рождения придутся на один и тот же месяц. Всего лишь семь человек требуется, чтобы вероятным оказался факт рождения двоих из них в одну и ту же неделю, а в группе из 14 человек имеется пятидесятипроцентная вероятность, что два дня рождения отстоят друг от друга не более чем на один день. По мере роста группы вероятность растет на удивление быстро. В группе из 35 человек шансы на наличие совпадающего дня рождения составляют 85 процентов, а в группе из 60 — уже более 99 процентов.

А вот другой вопрос по поводу дней рождения, ответ на который настолько же противоречит интуиции, как и парадокс дней рождения: сколько людей должно быть в группе, чтобы с более чем 50-процентной вероятностью чей-нибудь день рождения совпадал с вашим? Это совсем не то же самое, что парадокс дней рождения, потому что вы задаете конкретную дату. При рассмотрении парадокса дней рождения нас не волнует, у кого именно и с кем совпадут дни рождения; надо найти всего лишь совпадающий день рождения. А наш новый вопрос можно переформулировать так: при заданной фиксированной дате сколько раз надо бросать нашу кость с 365 сторонами, чтобы выпала указанная дата? Ответ: 253 раза! Другими словами, придется собрать группу из 253 человек всего лишь для того, чтобы с вероятностью больше 50 процентов у кого-то из них день рождения совпал с вашим. Это число кажется абсурдно большим — заметим, что оно обитает заметно дальше середины отрезка между единицей и числом 365. И тем не менее именно случайность обеспечивает появление этих совпадений — такой размер группы необходим потому, что дни рождения людей не распределены регулярным образом. Среди этих 253 человек окажется много тех, у кого дни рождения совпадают (не совпадая при этом с вашим!), и все это тоже надо учесть.

Урок, извлекаемый из парадокса дней рождения, состоит в том, что совпадения происходят намного чаще, чем нам кажется. В немецкой лотерее «Lotto» у каждой комбинации чисел имеется один из 14 миллионов шанс на выигрыш. И однако же, в 1995 и в 1986 годах выиграла одна и та же комбинация: 15-25-27-30-42-48. Насколько невероятно такое совпадение? Не слишком, если разобраться. Между двумя появлениями одной и той же выигрышной комбинации лотерея разыгрывалась 3016 раз. Вычисление, позволяющее найти, сколько раз в розыгрыше должна появляться одна и та же комбинация, эквивалентно вычислению шанса на то, что найдутся совпадающие дни рождения в группе из 3016 человек, если всего имеется 14 миллионов возможных дней рождения. Искомая вероятность получается равной 0,28. Другими словами, имеется более чем 25-процентная вероятность того, что две выигрышные комбинации за этот период окажутся одинаковыми, так что произошедшее «совпадение» — не слишком нереалистичное событие.

Вот еще один случай. В 1985–1986 годах некая дама из Нью-Джерси дважды за четыре месяца стала победительницей лотереи, проводимой в ее родном штате. Повсюду говорили, что шансы такого исхода — один из 17 триллионов. Однако хотя вероятность купить выигрышный билет в каждой из двух лотерей и оба раза сорвать джекпот действительно равна единице на 17 триллионов, это не означает, что вероятность того, что кто-то где-то победит в двух лотереях, столь же мала. На самом деле такое вполне вероятно. Стивен Сэмюелс и Джордж Маккейб из Университета Пэрдью вычислили, что за период в семь лет вероятность двойного выигрыша в лотерею в Соединенных Штатах превосходит 50 процентов. Даже за период в четыре месяца имеется более одного шанса из 30 на появление двойного выигрыша в пределах страны. Перси Диаконис и Фредерик Мостеллер назвали это законом очень больших чисел: «При достаточно большой выборке может произойти любая сколь угодно несуразная вещь».

С математической точки зрения лотереи — без сомнения наихудший вариант из всех ставок во всех азартных играх, дозволяемых законом. Даже самый наискупой игровой автомат предлагает вам процент возврата около 85 процентов. А в лотерее «Мега-Миллионс» процент возврата равен примерно 50. Лотереи — занятие, не представляющее никакого риска для организаторов, поскольку призовые деньги — это просто перераспределенные деньги, уже полученные ими. Или, как в случае лотереи «Мега-Миллионс», это распределение половины полученного.