波兰一个十年来没有男婴出生的村庄,能给统计学带来什么启示

A traffic sign showing a mother with her child is pictured near the monastery in Ettal, some 100 kilometres (62 miles) south of Munich March 3, 2010. Officials in Bavaria started questioning at the Catholic monastery school on Tuesday in an investigation into child abuse of former pupils. REUTERS/Johannes Eisele (GERMANY - Tags: RELIGION CRIME LAW) - RTR2B5Y2
Image: REUTERS/Johannes Eisele
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波兰小村庄Miejsce Odrzanskie在过去两周里,一种奇特的人口异常现象”,该村因此意外地成为国际媒体关注的焦点。自该村上一个男婴出生至今已近十年,最近出生的12个婴儿全部是女孩。

该地区的市长在文章中被引述称,一直有“科学界的兴趣”——想必来自遗传学家——希望探究是什么导致了这种不寻常的情况。他还谈到了一些明显不科学的建议,即该镇获得的关于如何生男孩的建议,从改变母亲的饮食到“在婚床下放一把斧子”不一而足。

但文章中提到的最平淡无奇的建议,同时也是迄今最有可能的解释:这只是一个统计上的巧合。

那么,这种情况怎么可能发生呢?就像掷硬币一样,一次分娩有两种同样可能的结果,因此任何一个婴儿是女孩的概率为½。我们还可以假设,每次分娩都可以被视为独立于前一次——第一位母亲生女孩,并不会使第二位母亲生女孩的可能性增加或减少。

因此,连续生两个女孩的概率为 ½ x ½ = (½)2 = ¼。由此类推,可知在Miejsce Odrzanskie连续出生12个女孩的概率为 (½)12= 1/4096。

孤立地看,这听起来极其不可能——如果有人告诉你明天下雨的概率是4000分之一,你大概不会带伞。然而,重要的是要记住,这些概率所针对的是一个非常具体的问题:“Miejsce Odrzanskie连续出生12个女孩的概率是多少?”。

这座波兰小镇并无任何特别之处——如果同样的事情发生在立陶宛或匈牙利的一个村庄,它依然会成为国际新闻。同样,如果出现的是连续12个男孩而非女孩,其新闻价值也同样会相当。

如果我们把问题改为:“世界上某个城镇最近出生的12个孩子性别全部相同的概率是多少?”那么情况就完全不同了。GeoNames数据库是一个在线数据库,收录了世界上每个人口超过500人的城镇的详细信息,据其统计,全球此类城镇略低于20万个。

据此推算,我们实际上预计全球大约有50个城镇会连续出生12个女孩(1/4096 x 200,000),另有50个城镇会连续出生12个男孩。因此,尽管这一连串的女婴对Miejsce Odrzanskie的居民来说似乎是一个奇特而独一无二的事件,但实际上,世界上大约有99个其他地方此刻可能正在发生类似的情况。

Miejsce OdrzaImage: Juandev/wikipedia, CC BY-SA

Miejsce Odrzanskie一案之所以引起如此大的关注,部分原因在于其时间跨度。这是一个只有272人的极小村庄,出生率不足每年一人。这意味着这一连串12个女孩的出生跨越了近十年,这正是其引发广泛关注的原因。

相比之下,2017年,格拉斯哥在此地出生了6,852名婴儿,平均每天约19名。如果这里连续出生了12个女孩,几乎不会有人注意到,因为实际上当天、前一天和后一天都会有好几个男婴出生。

悖论与错觉

这都属于杰出数学家(兼魔术师)珀西·戴亚科尼斯所称的“草叶悖论”的一部分。假设你走进一片田野,从地里拔起一片草叶。田野中有数百万片草叶可供你选择,无论你挑中哪一片,获得那一特定草叶的概率都是几百万分之一。每一种可能的结果都极不可能发生,但其中一种必然会发生。

这与英国国家彩票的道理类似——你彩票上的六个号码中奖的概率大约是4500万分之一,但被机器抽出的六个号码同样如此。

人类在识别和理解随机性方面向来表现糟糕,主要是因为我们的大脑依赖模式识别的机制。在随机数据中看出规律的这一概念有多种名称,通常被称为聚集错觉,或“手感谬误”。

村里的教堂Image: wikidia, CC BY-SA

回到波兰的那些婴儿,具体序列GGBBGBGBBGBB(G代表女孩,B代表男孩)同样有1/4096的概率出现。这是因为它是由12个连续的随机事件构成的,每个事件的概率都是½,与序列GGGGGGGGGGGG完全相同。但如果这种情况在过去十年间发生在Miejsce Odrzanskie,由于它看起来更“正常”,人们几乎不会对此加以留意。

理解这类概率悖论,本质上正是我们统计学家存在的意义所在。我们不去回答“这种情况发生的几率是多少?”这一问题,而是转而考察其逆问题:“这种情况已经发生了,那它仅仅是由随机性造成的概率是多少?”

以这种方式看待世界,有助于我们认识到,许多看似不可能的事情,比如Miejsce Odrzanskie连续出现的12个女孩,实际上完全正常,甚至在意料之中。

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