统计的力量
这两个故事都发生在二战期间,并且都是赞颂盟军的机智的统计学家,数学在二战期间还是充当了十分重要的角色。
第一件事情是关于飞机。二战后期,美军对德国和日本法西斯展开了大规模战略轰炸,每天都有成千架轰炸机呼啸而去,返回时往往损失惨重。美国空军对此十分头疼:如果要降低损失,就要往飞机上焊防弹钢板;但如果整个飞机都焊上钢板,速度航程载弹量什么都要受影响。
怎么办?空军请来数学家亚伯拉罕?沃尔德。沃尔德的方法十分简单。他把统计表发给地勤技师,让他们把飞机上弹洞的位置报上来,然后自己铺开一张大白纸,画出飞机的轮廓,再把那些小窟窿一个个添上去。画完之后大家一看,飞机浑身上下都是窟窿,只有飞行员座舱和尾翼两个地方几乎是空白。
沃尔德告诉大家:从数学家的眼光来看,这张图明显不符合概率分布的规律,而明显违反规律的地方往往就是问题的关键。飞行员们一看就明白了:如果座舱中弹,飞行员就完了;尾翼中弹,飞机失去平衡就要坠落――这两处中弹,轰炸机多半就回不来了,难怪统计数据是一片空白。因此,结论很简单:只需要给这两个部位焊上钢板就行了。
不得不佩服数学家亚伯拉罕?沃尔德的睿智。试想,假如他只在弹点最密集的地方补上钢板,而忽略了从事实的角度的分析,结果会是如何呢?
第二件事情有关于德国坦克,我们知道德国的坦克战在二战前期占了很多便宜,直到后来,苏联的坦克才能和德国坦克一拼高下,坦克作为德军的主要战力是盟军非常希望获得的重要情报,有很多盟军特务的任务就是窃取德军坦克总量情报,然而根据战后所获得的数据,真正对可靠的情报不是来源于盟军特务,而是统计学家。
统计学家做了什么事情呢?这和德军制造坦克的惯例有关,德军坦克在出厂之后按生产的先后顺序编号,1,2...n,这是一个十分傻的传统,正式因为这个传统德军送给了盟军统计学家需要的数据。盟军在战争中缴获了德军的一些坦克并且获取了这些坦克的编号,现在统计学家需要在这些编号的基础上估计n,也就是德军的坦克总量。这其实是均匀分布边界的估计,公式是:
(1+1/缴获德军坦克的总量)×所有缴获坦克中的最大编号。