3 【天之道】 - 人之天赋与正态分布 (上)

2021-01-04 15:49:0511:28 471
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从这一集开始,我们正式进入思维模型的学习。上次讲过,支撑“幸福人生”这张席梦思大床的应该是一个坚固的床架,也就是来自硬科学的模型,所以我们先从这里开始。


首先,人在生物层面的基本属性会影响自我幸福感,比如身材高矮,体重胖瘦,颜值高低。另外,在全世界所有文化中,长寿都被认为是福气的表现,比如咱们中国的吉祥话讲“福如东海,寿比南山”,“福寿齐天”。这些因素跟每个人的生活息息相关,我们不妨先把现实中的数据拿出来看看全景,然后再试着用一个简化的模型来代表真实的世界。


因为美国的统计数据比较容易查到,所以我在这里举两个来自美国的例子。请看文稿中配图。这张图是2007年美国政府统计的成年人的身高分布,红色代表女人,蓝色是男人。可以看到,无论男人还是女人,身高分布都好像是一口倒扣在地面上的大钟,钟的形状左右基本对称,所有女性的平均身高161,最矮和最高大致是1418。所有男性的平均身高174,最矮和最高大致是152米。这和我们的日常经验完全一致。



再看下一张图,这是在2013年美国政府统计的死亡人口的年龄,也就是实际的寿命,还是红色代表女性,蓝色代表男性。可见,大体上的寿命分布也好像是一只倒扣的大钟,虽然这张图不像上一张那样左右对称,不过还是可以看到一个总体规律,就是无论男人还是女人,最经常出现的死亡年龄差不多是90岁,大多数人的寿命都“聚集”在这个数值附近,一旦远离这个数值人数就会迅速减少。



好了,以上就是真实的世界。我们说过,真实世界通常都非常复杂,所以希望有一个模型来帮助人们去理解和做出正确的决定。下面就引出描述上面这些现象的一个重要模型——正态分布


这里的“正态”可不是日本动漫文化里的那个“正太”,而是“正常的状态”的意思,来自英文 the normal distribution,台湾那边翻译成“常态分布”。从名字就能看出,它描述的是现实世界中普遍存在的一种现象。


模型通常都可以用图形来表达,正态分布也不例外。请看配图



正态分布曲线就好像是倒扣的钟,所以它有一个别名叫“钟形曲线”。横轴代表某一种随机变量的数值,比如身高,体重,寿命等等,曲线的高低代表某个数值出现的频率,越高就意味着这个数值在现实中出现越频繁。


正中央的那道竖的虚线对应希腊字母μ,代表所有变量的平均值。可见,在正态分布中,平均值是出现频率最高的,其余大都平均值附近,左右两边对称,越往两边越罕见。


那图中那个带小尾巴的字母是什么意思呢?它是希腊字母δ,代表了这道曲线“有多离谱”,这里的“谱”就是正中央平均值的那道谱线。


举个例子,假设有三个人,身高分别是161718,这三个人都离平均值17不太远,左右不过相距10厘米,所以他们的分布“不太离谱”。但是,如果另外三个人的身高是1417, 2米,虽然他们的平均值也是17,但是左右相距30厘米,显然更加“离谱”。


而这个字母δ,就代表这组数据的离谱程度,或者叫离散度,它在数学上有个专门的名字叫“标准差”。


只要是正态分布模型,只由这两个变量决定:那就是平均值μ标准差δμ决定了这口钟倒扣在哪里,μ越大这口钟越往右。标准差δ决定了这口钟的外形,δ越大,钟就越矮越胖,δ越小,钟就越瘦越高。


好了正态分布模型是什么就讲完了,你可能注意到图中还有三个百分比数字,这三个数字非常重要,它们代表了正态分布的“正而不邪”,也就是大多数样本都会紧密簇拥在平均值的左右:


在平均值左右一个δ的区间内,聚集了“大多数”的样本,这里的“大多数”是68.3%。在平均值左右两个δ之内,聚集了“绝大多数”的样本,也就是95.4%;而在三个δ之内,聚集了“几乎全部”样本,也就是99.7%。把这三个数字取整,就得到68-95-99法则,这是正态分布模型的重要特性。


那么这些规律有什么用呢?接下来我以人的寿命为例来讲解它和日常生活的联系。从刚才的图中看到,寿命的分布其实并不严格地服从正态分布,不过为了说明问题,在这里我们做一个近似,假设人的寿命大致服从正态分布。


根据世界卫生组织颁布的《2019世界卫生统计报告》,中国人的平均寿命是76.4岁,所以如果画一条正态分布曲线,μ就约等于76。那么标准差δ又是多少呢?这可以根据标准差的定义公式和真实的人口统计数据进行计算。根据2010年第六次全国人口普查的数据,可以算出中国人寿命的标准差应该大于5年但小于8年,不妨假定它是6,并且到现在依然是这个数字。


好了,下面就可以根据正态分布的68-95-99法则,对你我的寿命做出下面的预测,请看文稿中配图



68%的可能性在76+-6岁,也就是70岁和82岁之间;

95%的可能性在76+-12岁,也就是64岁和88岁之间;

99%的可能性在76+-18岁,也就是58岁和94岁之间


如果取“95%的可能性”作为“断定”一件事的门槛,那就可以“断定”:我们的寿命将在6488岁之间


好了,上面这个经过数学计算的结论其实一点儿也不新鲜,它跟我们本来的常识经验就是相符的。在这里,更为重要的是,透过正态分布的这些普遍性的数据看到这样的一般性的结论:正态分布实际上反映了这个世界冥冥之中的一种“公平性”,每个人在身高、颜值、寿命等方面最有可能的情况是八九不离十,平均值左右两侧分布的人一样多,而且,“特别大”和“特别小”的事件是没有的,比如,人们从没见过身高超过25的人,也没有见过矮于13的健康成年人。实际上,地球上最长的人的长度还不到最短的人的2倍。这种收敛、平衡的状态正是所谓的“正态”或者“常态”的含义。


近代数学家提出正态分布模型,不过是300年前的事情。实际上,早在2000多年前,老子就在《道德经》里用他自己的语言描述了大自然的这种公平性,他说:

天之道,损有余而补不足

意思就是自然界的规律就在于:太多了就会减少,弥补那些不足的,从而保持整体的平衡和对称。可见,正态分布是大自然所服从的一个最基本的规律。


有关正态分布的硬科学部分就说到这里了,接下来我想把话题转移到一个比数学模型更重要的问题上:怎样借助正态分布模型提升个人生活的幸福感呢

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