无限猴子定理

无限猴子定理(英语:Infinite monkey theorem):让一只猴子在打字机上随机地按键,当按键时间达到无穷时,几乎必然能够打出任何给定的文字,比如莎士比亚的全套著作

定理的数学描述:当一个事件(例如,一只猴子输入一组字符)以有限的非零概率在给定的试验中发生时,随着独立试验的数量趋于无穷大,该事件从未发生的概率趋于零

有限猴子定理的数值评估实验

  • 实验假设:键盘上有 20 种不同的键,覆盖了所有的英文字母和常见标点符号;每只猴子的工作寿命为 $10^9$ 秒(约 30 年);实验开始距离宇宙寂灭时间有 $10^{100}$ 年(整体的实验时长),并且在此期间猴子的数量一直恒定在 20w 只左右(不考虑繁殖和食物问题)
  • 实验结论:通过对宇宙寿命和猴子数量的合理估计,可知猴子定理存在一定误导性,在有限的宇宙生命周期中,猴子打字中出现重要文本的概率几乎不存在,尤其是莎士比亚这类著作

不同目标文本对应的敲击次数、发生率等指标:

目标文本 期望的敲击次数 单只猴子敲出的概率 所有猴子敲出的概率 宇宙热寂前的发生概率
香蕉(bananas) $\approx 2.2\times 10^{10}$ $\approx 0.05$ $\approx 1$ $\approx 1$
我猩故我在(短句) $\approx 9.4\times 10^{33}$ $\approx 10^{-25}$ $\approx 2\times 10^{-20}$ $\approx 1$
《好奇的乔治》(约 1800 字) $\approx 2.2\times 10^{10}$ $\approx 10^{-15146}$ $\approx 2\times 10^{-15141}$ $\approx 6.4\times 10^{-15043}$
《猩球崛起》(约 83000 字) $\approx 10^{15155}$ $\approx 10^{-698817}$ $\approx 2\times 10^{-698812}$ $\approx 6.4\times 10^{-698714}$
《莎士比亚全集》(约884647 字) $\approx 10^{698826}$ $\approx 10^{-7448357}$ $\approx 2\times 10^{-7448352}$ $\approx 6.4\times 10^{-7448254}$

所有猴子穷尽其种族的一生,只为打出那一句“我猩故我在(I chimp, therefore I am)”~

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