客觀世界是運(yùn)動(dòng)的,運(yùn)動(dòng)是有規(guī)律的。物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可以分為必然規(guī)律和統(tǒng)計(jì)規(guī)律。必然規(guī)律是指事物本質(zhì)的規(guī)律,它毫無(wú)例外地適用于事物所有個(gè)體;統(tǒng)計(jì)規(guī)律是指通過(guò)對(duì)隨機(jī)現(xiàn)象的大量觀察,所呈現(xiàn)出來(lái)的事物的集體性規(guī)律。統(tǒng)計(jì)規(guī)律與事物的單一個(gè)體的性質(zhì)時(shí)而偶合,時(shí)而近似,時(shí)而看起來(lái)沒(méi)有什么聯(lián)系。
早在初中階段學(xué)生就接觸到了事件的隨機(jī)性,可是那一概念是建立在生活經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上的,高中階段要求我們對(duì)它的定義做嚴(yán)格的思考。可是很多學(xué)生依據(jù)以前的印象,把學(xué)習(xí)方向定位在計(jì)算上,造成對(duì)隨機(jī)事件定義的理解不夠精準(zhǔn),經(jīng)常出現(xiàn)認(rèn)識(shí)不到位的現(xiàn)象。其實(shí)我們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)概念大都經(jīng)歷過(guò)一個(gè)反復(fù)的過(guò)程,有時(shí)候這個(gè)反復(fù)還可能多次出現(xiàn)。通常情況下一開(kāi)始是讀懂了文字、理出了層次,然后在老師的講解下弄清了區(qū)別于其他概念的特有內(nèi)涵,在比較判斷上有了一定的認(rèn)識(shí)。隨后在多角度的習(xí)題訓(xùn)練中又出現(xiàn)了一些困惑,再次深入思考后才逐漸形成真正的完整的看法。如果在初次接受概念的時(shí)候造成了認(rèn)識(shí)偏差,則學(xué)生自己不容易察覺(jué),糾正起來(lái)也相當(dāng)困難。為了學(xué)生全面準(zhǔn)確地把握這個(gè)概念的本質(zhì)特征,我們?cè)诘谝淮谓佑|隨機(jī)事件這一概念時(shí),盡可能地放慢速度,做一個(gè)詳盡的分析,從六個(gè)方面理解這一概念。
一、事件外部條件的確定性
隨機(jī)事件就發(fā)生在我們身邊,而我們身邊事情的發(fā)生都是有原因、有條件的。如果事情的外在條件發(fā)生了變化,我們的結(jié)論在新環(huán)境下就可能出現(xiàn)偏差,甚至是錯(cuò)誤的,刻舟求劍就是一個(gè)很好的例證。所以,要研究隨機(jī)事件首先要保證事件發(fā)生的外部條件不能變化,或者是與這個(gè)變量有關(guān)的決定性條件不能變化。這樣可以保證我們所做的大量實(shí)驗(yàn)背景是相同的、可重復(fù)的,由此而產(chǎn)生的結(jié)論是可靠的。如果外部條件發(fā)生了變化,我們就要重新確立隨機(jī)事件,還需要注意的是事件所需要的條件必須完全成立,這樣的事件才是我們要研究的隨機(jī)事件??墒澜缟系娜f(wàn)事萬(wàn)物都是運(yùn)動(dòng)變化的,怎么可能保證一個(gè)相對(duì)封閉的試驗(yàn)背景呢?所以我們實(shí)驗(yàn)室的研究都是理想化的,結(jié)論也只有參考意義。當(dāng)我們?cè)趯?shí)踐中運(yùn)用這些結(jié)論的時(shí)候,一定要心里清楚:我們工作的中心主要比對(duì)新舊環(huán)境的變換情況。所以,我們能做的不是努力維護(hù)外界條件不變,而是實(shí)事求是地分析新的環(huán)境條件對(duì)固有結(jié)論的影響,外部條件的確定也就是確定新條件對(duì)原結(jié)論偏差的修正程度。
二、事件集合的穩(wěn)定性
確定我們的目標(biāo)是哪個(gè)事件的概率,這是解決這類問(wèn)題的頭等大事。我們要把滿足實(shí)驗(yàn)條件的事件全部找出來(lái),最簡(jiǎn)單的方法就是對(duì)大量事件的分析、觀察、編號(hào),然后構(gòu)成了一個(gè)事件集合。試驗(yàn)出現(xiàn)的各種結(jié)果現(xiàn)實(shí)中也不是那么容易界定的,我們的主要工作就是辨別這些結(jié)果哪些是偶然的,表面上不同的結(jié)果是否背后受到同一規(guī)律的支配。這正如恩格斯所指出的:“在表面上是偶然性在起作用的地方,這種偶然性始終是受內(nèi)部的隱藏著的規(guī)律支配的,而問(wèn)題只是在于發(fā)現(xiàn)這些規(guī)律?!彼械碾S機(jī)事件集合都應(yīng)該是確定的、明確的。如把“明天降雨量”作為一個(gè)隨機(jī)事件,那它的可能就成了一個(gè)非負(fù)數(shù)集合,盡管它是一個(gè)連續(xù)的、無(wú)限的集合,但它依然是明確的,這些結(jié)果構(gòu)成了一個(gè)事件空間。
三、隨機(jī)事件和隨機(jī)實(shí)驗(yàn)
我們把結(jié)果每出現(xiàn)一次叫做進(jìn)行一次試驗(yàn),試驗(yàn)的結(jié)果中所發(fā)生的現(xiàn)象叫做事件,我們的目的是獲得實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,所以對(duì)隨機(jī)事件的研究就是對(duì)隨機(jī)實(shí)驗(yàn)中我們需要的結(jié)果去觀察、記錄、分析、歸類、編號(hào)。正是由于試驗(yàn)的隨機(jī)性不同于事件的隨機(jī)性,隨機(jī)試驗(yàn)的結(jié)果是不可控制的,我們只能去操作。而隨即事件雖然實(shí)現(xiàn)無(wú)法預(yù)知,可事件所有可能的集合是明確的。另外隨即實(shí)驗(yàn)是客觀的,而隨即事件的選擇是主觀的。隨機(jī)事件的分析離不開(kāi)隨機(jī)實(shí)驗(yàn)的穩(wěn)定可靠,隨機(jī)試驗(yàn)的設(shè)計(jì)也離不開(kāi)隨機(jī)事件的制約。
四、隨機(jī)事件中實(shí)驗(yàn)次數(shù)的隨意性
隨機(jī)事件的實(shí)驗(yàn)可以在相同的條件下進(jìn)行很多次。理論上可以保證這一實(shí)驗(yàn)多次進(jìn)行。在理解事件發(fā)生的次數(shù)時(shí)候不要過(guò)于迂腐,教材上說(shuō)“大量的”就是規(guī)律性比較明顯的時(shí)候才可以終止實(shí)驗(yàn),其實(shí)很少有學(xué)生真正做幾千次實(shí)驗(yàn)。我們獲得真理的方法自然需要客觀現(xiàn)實(shí),可得到的規(guī)律性的結(jié)論需要我們思維的加工和創(chuàng)造。我們可以啟發(fā)學(xué)生從現(xiàn)實(shí)生活抽象到理想狀態(tài),從一次次偶然性的結(jié)果猜測(cè)出必然性的規(guī)律。在觀察分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的時(shí)候,引導(dǎo)學(xué)生剔除表面的、特殊的、孤立的現(xiàn)象,排除次要因素緊緊抓住本質(zhì)的、內(nèi)在的、一般性的特征。在減少實(shí)驗(yàn)次數(shù)的同時(shí)還要注意不要把結(jié)論強(qiáng)加給學(xué)生,讓學(xué)生真正學(xué)會(huì)分析、學(xué)會(huì)思考。
五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的存在性
隨機(jī)事件產(chǎn)生的一些現(xiàn)象并不一定直接表現(xiàn)為數(shù)量,例如人口的男女性別。我們可以規(guī)定男性為1,女性為0,非數(shù)量標(biāo)志也可以用數(shù)量來(lái)表示。這個(gè)例子中所提到的量,從數(shù)學(xué)觀點(diǎn)來(lái)看,就說(shuō)明每個(gè)變量都可以隨機(jī)地取得不同的數(shù)值。我們要做的事情是通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)得到一個(gè)固定的結(jié)論,預(yù)測(cè)將要出現(xiàn)的結(jié)果,進(jìn)而指導(dǎo)以后的行動(dòng),所以所有的隨機(jī)事件必須有結(jié)果,我們可以不知道事情的具體結(jié)果,但結(jié)果一定要存在。
六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不可預(yù)設(shè)性
既然事件是隨機(jī)的,被測(cè)事件的衍生結(jié)果就可能在某一范圍內(nèi)隨機(jī)變化,實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是由實(shí)驗(yàn)的目的確定的,具體什么結(jié)果在測(cè)定之前是無(wú)法確定的。但測(cè)定的結(jié)果集合是確定的,隨機(jī)變量中多次重復(fù)測(cè)定所得到的測(cè)定值具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律性。隨機(jī)變量與模糊變量的不確定性的本質(zhì)差別在于,后者的測(cè)定結(jié)果仍具有不確定性。上面的敘述可以發(fā)現(xiàn)結(jié)果構(gòu)成的集合是確定的,可是究竟要出現(xiàn)集合內(nèi)的哪一個(gè)元素,卻是不知道的。這里需要特別提出的是:必然事件的結(jié)果是唯一的,可是我們通常把它看做隨機(jī)事件的退化情況,特殊對(duì)待。
隨機(jī)事件問(wèn)題是概率的切入點(diǎn),只看定義好像沒(méi)什么難理解的,可是這些問(wèn)題涉及的范圍太寬泛,要很快明確隨機(jī)事件的定義真的不容易。我們要有足夠的耐心搞清楚這一概念的內(nèi)涵,在以后的使用中注重歸納它的外延,逐步形成有關(guān)概率統(tǒng)計(jì)的龐大體系。其實(shí)這正是我們解決問(wèn)題的前提,也是分析問(wèn)題的重心,明確了我們要解決的問(wèn)題,有了方向下面的事情就好做多了。正如集合的判斷一樣,了解它的基本特征之后還要分析肢解一些例子。隨機(jī)事件是現(xiàn)實(shí)生活中的例子自然很多,可我們?cè)诹信e的時(shí)候一定要多多注意例子的可重復(fù)性和易接受性,早日跨過(guò)這一領(lǐng)域的門檻。
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