2022年01月28日 星期五
卡尔达诺:概率史上的无冕之王
□ 陈秋剑
卡尔达诺(图片由作者提供)

    十七世纪中叶的法国,数学家帕斯卡和费马频繁通信,激烈地讨论“赌金分配”问题,掀起了一场研究的浪潮。三年后的1657年,荷兰数学家惠根斯在此基础上加入自己的研究,写下一部《赌博中的数学问题》,被公认为概率学科的第一部著作。但没有人知道,在此之前大约一百年,意大利人吉罗拉莫·卡尔达诺(Girolamo Cardano,1501-1576)的《论赌博游戏》已然问世。这原本是他写给自己的一本赌博备忘录,讲述了在赌博中获胜的技巧,以及需要提防的各种作弊方法,同时,他也是第一个尝试对事件的可能性进行量化研究的人。

    以科学的视角研究赌博游戏

    卡尔达诺一生充满传奇色彩,是一个极具个性和矛盾冲突的人物,一生尽享尊贵和荣耀,却又历经坎坷和磨难。父亲是一位大法官,而卡尔达诺却因私生子的身份受尽冷眼;因为没有子承父业攻读法学,而是选择了学医,导致父子反目,失去经济来源;酷爱赌博,赌技高超,挣足了生活费,却并不沉沦其中,而是以科学的视角研究赌博游戏,写下“赌博之书”。他一心想要证明自己,刻苦学习,拿下医学博士,却因父亲的早亡,失去了和解的机会;医术精湛,治好多位重量级人物的病,却因锋芒太露,行为傲慢,被米兰医学会屡屡拒之门外;担任医学院院长,却因得罪太多人,被陷害开除。

    卡尔达诺对多种赌博游戏进行了概率计算,其中就包含了古典概率的思想和计算规则,比如古典概率的计算中假设各个基本事件等可能发生,频率不同于概率,但最终趋近于概率的思想均得以体现。他用“巡回”(circuit)一词表示样本空间所含基本事件的个数,还正确地使用了加法定理来计算互不相容事件和的概率等等。但遗憾的是这部书一直以手稿的形式存在,直至他去世后近一百年才被人们发现并整理出版,而此时,惠根斯已经被公认为概率史上写下第一部著作的人。

    一部行走的百科全书

    卡尔达诺是一个天才,一部行走的百科全书,除了医学,他一生涉猎广泛,著述颇丰,写下200种以上不同主题的著作和文章,大约有7000多页的材料现存于世。其著作《算术实践与个体测量》显示出他在计算方法与代数变换方面较高的技巧;《大术》首次公布了一元三次方程、一元四次方程的一般解法;《事物之精妙》《世间万物》包含了大量力学、机械学、天文学、化学、生物学等自然科学与技术的知识,还涉及密码学、炼金术、占星术等领域的内容,被誉为当时最好的百科全书。

    卡尔达诺精通占星术,常常用占卜来帮自己做出抉择,还一度成为罗马教皇的宫廷占星大师,但他却无力改变自己不幸的命运。其子因杀死不忠的妻子被判处死刑,而他也因给耶稣占卜,被认为大不敬入狱,还被剥夺了教学职位和学术出版权。出狱后,心灰意冷的卡尔达诺又给自己算了一卦,算出了自己的死亡日期——1576年9月21日。而当这一天真的到来之时,卡尔达诺却意外地发现自己并没有任何要死的迹象,一切如常,于是相信宿命的卡尔达诺做出了一个惊人的举动:果断地了结了自己的生命。至此,他一生中做出的重大的预言都得以实现。谁会想到一代怪才就此谢幕!

    (作者系华中农业大学理学院教师)

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