数学家预测世界杯冠军

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  前段时间,德国物理教授托兰利用自己开发的一个数学公式预测出今年南非世界杯的冠军是德国。他的预测主要依据德国队往年参加世界杯的结果,例如德国在1954年、1974年和1990年三次夺冠;在1990年之后的四次世界杯比赛中,德国队平均名次为3.7名;德国平均四至五届能赢得一次冠军奖杯等等。
  根据这些规律,他制作了一个三角函数公式。根据这个公式,2010年世界杯,德国将夺冠。
  托兰教授的具体方法是,首先,找到德国队在历年世界杯上的成绩,将它们列入图表,接下来再“寻找”公式。运用公式,每输入一个年份,就可以得到一个结果。例如输入1970年(第九届世界杯),就可以得到2.3名;输入1974年(第十届世界杯),就可以得到6.4名。
  最后,托兰找到那个公式,并获得一条预测曲线。在历史上每一次德国队夺冠的年份前一届,预测曲线的结果都是1。输入年份2006(第十八届世界杯),得到名次的数值是1。所以,他断定2010年(第十九届世界杯)的冠军是德国队。
  1998年法国世界杯前,有人认为,当时巴西队最近两次夺得冠军是1970年和1994年,1970+1994=3964;阿根廷队1978年和1986 年两次夺冠,1978+1986=3964;德国队最近两次夺冠是1974年和1990年,1990+1974=3964。根据这个公式推算的话,3964-1998=1966,1998年的世界杯冠军应该是1966年的冠军英格兰队。但是,最后的冠军不是英格兰队,而是法国队。
  从数学角度严格看待“3964法”和“托兰教授法”,这两个公式并没有深层次的规律,更像是数字算命,谈不上真正的科学预测。美国华尔街曾经有个金融从业者声称发明了一种系统,可以成功看出过去二十多年的股票走势,很多人感到惊奇。后来,他公布了自己的系统,其实不过是以一支棒球队的联赛成绩走势为根据。这支球队的成绩走势与二十多年的股票走势只是巧合的相似,并没有真正的联系。这种股票预测方法与两种世界杯预测方法异曲同工。
  有的科学家不满足于发明一个预测世界杯公式“玩一下”,而是将世界杯冠军的预测当成一个课题进行研究。在2002年韩日世界杯前,英国华威大学和阿尔斯特大学的科学家使用相似的方法来预测世界杯的归属。相比于托兰教授只考虑德国历史战绩一个因素,他们运用的方法复杂得多,考虑了每个队在世界杯预选赛中的表现、国际排名、各队的强项与弱点,还有前往比赛地点的旅程远近和比赛之间的休息时间长短等等。他们利用一个包括很多条公式的复杂系统,这些因素都可以作为数字变量输入,最后对每场比赛的结果都可以给出一个预测,例如南非和西班牙队的比赛,双方胜平负的概率各是多少。
  之后,科学家们在电脑上模拟了一次世界杯,从小组赛、十六强赛、八强赛到决赛,每场比赛逐一计算,最后得到总冠军和各队的排名。由于对于每场比赛的预测结果只是一个概率,每场模拟比赛的结果也不是固定的,只是符合概率的分布,所以每次运行“模拟世界杯”,得到的结果都不同。华威大学的研究人员根据数千次模拟后的数据统计出,阿根廷夺冠的概率是13.2%,排名第一,其次是巴西、法国、英国和意大利,而中国夺冠可能性最低,只有0.3%。阿尔斯特大学的科学家预测的结果:巴西会是冠军,意大利是亚军。
  两个团队方法相似,预测结果却不一样,主要原因是对不同因素的系数设定有差别。华威大学的科学家较为看重世界杯前夕各队的战绩,而阿尔斯特大学对这一因素在胜负概率中的影响力设置得比较低。当年,巴西夺冠,阿尔斯特大学在“计算机预测比赛”中胜了华威大学。
  在2006年德国世界杯前,同样有科学家建立复杂的数学模型预测结果,认为巴西、法国、德国、荷兰、英格兰依次是五个最有可能夺冠的球队。意大利最后夺冠,令预测者大跌眼镜。另外,托兰教授当时就曾经用他的公式预测德国是冠军。这再次印证了托兰教授的预测更像是在为德国队加油鼓劲,而不是真正的预测。
  有的科学家建立的预测模式考虑了很多因素,具有科学性。他们利用现实来预测未来,在瞬息万变、充满玄机和不确定的足球比赛面前总是败下阵来。美国洛斯-阿拉莫斯国家实验室的三位统计物理学家,曾经对几种大型体育比赛的赛况进行数学分析,发现在棒球、曲棍球、篮球、橄榄球和足球五种比赛中,足球是最具不确定性、最具悬念的比赛,弱队战胜强队的几率最大,比赛结果自然也是最难预测的。这或许正是足球的魅力所在。
   (摘自《新京报•新知周刊》 图/巴维尔)
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