堂前燕
物理 · 高中 /初中 · 概率 · 正态分布 · 中心极限定理

高尔顿板

几千颗小球随机落下,底部的堆积形状如何收敛到正态分布 —— 中心极限定理的直观演示。

这是什么

高尔顿板由弗朗西斯·高尔顿爵士发明。一块垂直放置的板上有交错排列的钉子,小球从顶部漏斗落下,每碰一颗钉子就有大约 50% 概率向左或向右偏转。

为什么形状是钟形

单颗球的落点完全随机,但当几百几千颗球落下,它们在底部的堆积形状会呈现中间高、两边低的对称钟形——这就是正态分布

大量独立随机事件的叠加结果服从正态分布,称为中心极限定理

自己试一试

调大弹性系数,观察分布的宽度(方差)如何变化。提高下落频率能更快看到形状显现。钉子间距对曲线的平滑度也有影响——你能否找到让分布最干净的那组参数?