О конечности Вселенной и Теореме о бесконечных обезьянах: почему обезьяна не напишет «Гамлета» даже за время жизни Вселенной?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Что случится, если посадить бесконечное количество обезьян за бесконечное количество пишущих машинок? Согласно знаменитой теореме о бесконечных обезьянах, рано или поздно они напечатают все произведения Шекспира. Эта простая, но интригующая мысль захватила умы многих, порождая бесконечные споры и дебаты. Но что, если мы посмотрим на эту теорию под другим углом и попытаемся учесть ограничения нашего мира?

Теория бесконечных обезьян опирается на принцип вероятности, который гласит, что любое событие с ненулевой вероятностью рано или поздно произойдет, если дать достаточно времени. В контексте обезьян и Шекспира это означает, что если обезьяна будет случайным образом нажимать клавиши на пишущей машинке, то рано или поздно она случайно напечатает текст любого произведения великого драматурга.

Обезьянка печатает Гамлета (не получается), иллюстрация
Обезьянка печатает Гамлета (не получается), иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Что произойдет, если мы ограничим эксперимент реальными рамками? Вместо бесконечного числа обезьян и бесконечного времени возьмем конечное количество приматов и конечный срок — например, время до предполагаемой тепловой смерти Вселенной. Именно этим вопросом и задались авторы исследования, опубликованного в Franklin Open.

Ученые провели численный анализ, оценивая вероятность написания заданной строки текста обезьяной, случайным образом нажимающей на клавиши. Для этого они учли ряд параметров: количество клавиш на клавиатуре (30, включая буквы и знаки препинания), скорость печати (один символ в секунду), продолжительность жизни шимпанзе (около 30 лет), а также предполагаемое время до тепловой смерти Вселенной (10100 лет).

Ожидаемое количество нажатий клавиш, необходимое для того, чтобы каждая из фраз, представленных в таблице 1(см. оригинал исследования), была набрана впервые. Обратите внимание на вертикальную шкалу в единицах log10(log10) смертей вселенной, усеченных на 0. Точки выше 1 на этой оси соответствуют строкам, которые почти наверняка никогда не будут набраны до конца вселенной.
Ожидаемое количество нажатий клавиш, необходимое для того, чтобы каждая из фраз, представленных в таблице 1(см. оригинал исследования), была набрана впервые. Обратите внимание на вертикальную шкалу в единицах log10(log10) смертей вселенной, усеченных на 0. Точки выше 1 на этой оси соответствуют строкам, которые почти наверняка никогда не будут набраны до конца вселенной.
Автор: S. Woodcock and J. Falletta Источник: www.sciencedirect.com

Результат оказался весьма интересным. Если целевой строкой является простое слово вроде «бананы», то вероятность его появления в течение существования Вселенной довольно высока. Но по мере усложнения задачи — от фразы «Я шимпанзе, следовательно, существую» до полного собрания сочинений Шекспира — вероятность стремительно падает к нулю. Даже если представить, что все 200 тысяч ныне живущих шимпанзе будут непрерывно печатать до конца Вселенной, шансы на появление шекспировских сонетов из-под их пальцев ничтожно малы.

Ожидаемое количество нажатий клавиш, необходимое для создания целевых строк длиной до L, равной 100 000. Обратите внимание, что современная популяция шимпанзе, составляющая около 200 000 особей, эквивалентна log10(M), равному примерно 5,3.
Ожидаемое количество нажатий клавиш, необходимое для создания целевых строк длиной до L, равной 100 000. Обратите внимание, что современная популяция шимпанзе, составляющая около 200 000 особей, эквивалентна log10(M), равному примерно 5,3.
Автор: S. Woodcock and J. Falletta Источник: www.sciencedirect.com

Почему так происходит? Дело в том, что экспоненциальный рост сложности задачи с увеличением длины текста перекрывает даже огромные, но все же конечные ресурсы времени и количества «печатающих агентов». Полученные данные наглядно демонстрируют, что Теорема о бесконечных обезьянах, будучи верной в абстрактном мире бесконечности, теряет свою практическую значимость в реальности конечной Вселенной.

Это исследование заставляет нас задуматься о природе бесконечности и ее применении в научных моделях. Часто мы используем бесконечность как удобное упрощение, но при этом рискуем упустить из виду важные ограничения, накладываемые реальным миром. Случай с обезьянами и Шекспиром — яркий пример того, как абстрактная математическая концепция может ввести в заблуждение, если не учитывать конечность ресурсов нашей Вселенной. Таким образом, работа ученых не только развенчивает популярный миф, но и подчеркивает важность критического анализа теоретических моделей и учета реальных ограничений при их применении.

1 комментарий

s
современная популяция шимпанзе, составляющая около 200 000 человек
— не переводите гугл транслейтом. не надо.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Как живут в Супай, самом изолированном поселении США

У слова «изоляция» дурная слава. В умах людей всплывает либо недавняя самоизоляция во время пандемии, в которой, прямо скажем, хорошего было мало, либо изоляция кабелей в электрике, где, как...

Раритеты СССР, которые могут быть у вас дома: 6 вещей с неожиданной ценностью

При разборе старого шкафа легко оставить семейные фотографии, а остальное отправить в коробку «на выброс». Между тем коллекционный интерес иногда представляют самые неприметные предметы: советский...

Бюджетный способ попробовать костную проводимость с ИИ: обзор наушников Sanag B77S Pro Max

Костная проводимость звука — технология, которую сложно оценить по обычным характеристикам. В таких наушниках звук воспринимается не совсем привычным способом, а сама конструкция...

Княженика — ягода, которая выдерживает минус сорок, но боится жары: почему одиночный куст не даёт ягод и как вырастить её правильно

Княженику возили к царскому столу, а сегодня её можно поселить на своей грядке. Ягода мелкая, но ароматнее любой клубники. Делюсь опытом, как приручить арктическую малину в средней полосе.

Серая белка против рыжей: как завезённый конкурент меняет европейские леса без прямой охоты на соперника

Если смотреть на серую и рыжую белок в одном парке, трудно представить между ними серьёзную борьбу. Они не выслеживают друг друга как хищник добычу и не пытаются физически уничтожить соседний вид....