一言堂

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ShiMaQian (熱門博主)
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導彈攔截率

(2026-03-17 13:52:22) 下一個

台灣退役少將於北辰在2022年8月參加島內的一檔電視政論節目時,做出了如下“計算”:

“通常天弓一發的攔截率是70%,這樣的攔截率已經很高。但是為了以防萬一,我們三發一起攔截,攔截率就是210%!”

當時有台灣網友回應:“照這邏輯,四杯25℃的水倒在一起,直接就沸騰了!”

原以為隻是個別官員愚蠢,“肉食者鄙,未能遠謀”。最近發現同胞中有很多人缺乏基本的概率知識,所以作個說明。

發三枚導彈打靶,有四個事件可能發生:1)三發三中,2)三發兩中,3)三發一中,4)三發零中。相對於這四種事件的概率由以下的二項分布函數決定:

 (p + q)^3 = p^3 + 3*p^2*q + 3*p*q^2 + q^3

上麵的二項式展開有四項,分別對應上麵四個事件的概率。

1)三發三中:p^3

2)三發兩中:3*p^2*q

3)三發一中:3*p*q^2

4)三發零中:q^3

p是天弓每發的攔截率(= 0.7),q = 1 – p = 0.3,所以

1)三枚都打中:p^3 = 0.343

2)三發兩中:3*p^2*q = 0.441

3)三發一中:3*p*q^2 = 0.189

4)三發都不中:q^3 = 0.027

至少有一枚擊中的概率是 1 – 0.027 = 0.973

據說最先進的反導導彈可以達到平均85%的攔截率。這樣的導彈,隻要兩枚就可以達到97.75%的成功攔截率。美國和以色列現在基本上是兩枚攔截導彈打一枚進攻導彈。

概率論的近代祖師爺是俄羅斯的安德烈·柯爾莫哥洛夫。他將一切概率推導都歸納於概率空間之內。這個概率空間有三部分。第一是由實驗所決定的抽樣空間(sample space),即基本事件的集合。如果實驗是打靶,其抽樣空間就隻有兩個基本事件:中靶和脫靶。第二是事件空間(event space),包括基本事件和複合事件。“三發兩中”就是一個複合事件。第三就是概率函數,給各不同事件提供概率,如上麵的二項分布就給上麵的四個複合事件提供了相應的概率。從此以後,概率論就規範化了。

如5個人3副牌打紅桃勾,總共是162張牌。主牌是6個王12個勾加上其他3*12張紅桃總共54張主。所以每人預期可以抓到54/5  張主牌(約11張主牌)。底牌7張,每人抓31張牌。每抓一張牌,是主牌還是副牌構成兩個基本事件,概率分別為p = 54/162 和 q = 1 – p。抓到多少張主牌由如下的二項分布式決定:

(p + q)^31

如果你不是莊家而抓到了14張主牌,是不是可以連著出主牌而打得莊家沒主了讓你用勾扣底呢?你抓到14張或更多主牌的概率隻有0.1152,所以機會難得。因為你抓到了14張主牌,其他人就總共隻有40張主牌,所以他們抓到一張主牌的概率是p = 40/(162-31) 。莊家連底牌一起有38張牌,所以他的主牌數由如下的二項分布式決定:

(p + q)^38

他有14張或更多主牌的概率是0.2482。如果有四次這樣的牌,你平均會有三次打得莊家沒主,讓你的勾扣底。當然你還得有其他考慮。如果其他三個人愁眉苦臉,那莊家有14張或更多主牌的概率很可能大於0.2482;如果其他三個人喜形於色,那莊家有14張或更多主牌的概率很可能少於0.2482。

當然也有德高望重的老者,隻求娛樂,不求輸贏。看到其他人麵紅耳赤,心中暗喜,知道自己心如止水,成佛在即。

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閱讀 ()評論 (10)
評論
白釘 回複 悄悄話 @新林院,換個說法,在於各自提出的問題不同。

你問的問題是:“在最多 n 次獨立試驗中,第一次成功發生在第幾次?”這是個幾何分布。

博主的問題是,“在 n 次獨立試驗中,一共成功了幾次?”這是個二項分布。


ShiMaQian 回複 悄悄話 回複 '唐宋韻' 的評論 :

雷神公司的產能確實出人意料之外。澤林斯基說每個月產65枚(略多於每天2枚),但是這次戰爭的第一天就發射了803枚,即相當於一年多的產量。所以美國要求NATO國家增援。南韓總統李在明抱怨說美國把部署在南韓的THAAD給搬到中東去了。估計部署在台灣的都是假貨,不然也會被搬到中東去。
新林院 回複 悄悄話 白釘 【博主的假定是三枚導彈同時發射。】
可以看這幅照片。
https://www.twz.com/patriot-missiles-paired-with-naval-vertical-launchers-pitched-by-lockheed
每一輛愛國者導彈發射車有 16 個排列緊密的發射筒。
每一枚導彈發射以後,都有一個巨大的錐形火龍尾巴,還四散廢部件。
如果三個發射筒同時發射導彈,三枚導彈並肩衝天,之間隻有幾厘米距離,隨機的震動和四散的廢零件大概率會使它們射出不久就會碰撞、自毀。
所以,根據常識推測,如果目的是擊中敵方導彈而不是自毀,三枚導彈同時發射不太可能。
新林院 回複 悄悄話 白釘【你的分析是分開發射,上一枚打不中再發射下一枚,直到打光。】
不全是。
我的猜測是:愛國者導彈發射車分開、連續發射三枚導彈。一枚導彈射出以後,等火龍消失、空氣恢複常態,馬上就發射下一枚,而不是等到上一枚沒擊中再發射下一枚。
這樣,不會有三枚導彈並肩衝天,互撞自毀。
一枚導彈也不會鑽進上一枚導彈的火龍尾巴裏被燒掉。
我猜,三枚導彈會分別針對敵方導彈軌跡的三個不同階段,你打這一公裏,我打下一公裏,它打下下一公裏。

唐宋韻 回複 悄悄話 博主的計算很好,但戰場情況不太一樣 ——
保護美國在波斯灣的伊朗對麵的十幾個軍事基地,加上大使館和要害部門的愛國者反導彈係統的“彈藥”出現嚴重危機。雷神公司目前的產能是每天2枚(不是開玩笑)。開戰頭兩天伊朗用老舊液體燃料導彈誘使這些愛國者係統耗盡彈藥,接著用新型導彈進攻。美國在這些基地的設施,特別是固定雷達損失慘重。。。我當然不同情伊朗神棍政權,但這場戰爭對美國沒有半點好處。如果伊朗政權不倒,老川又能夠“勝利”撤軍,那一定是虧在一般人看不見的地方。
BeijingGirl1 回複 悄悄話 有趣的討論!
實際上,如果抽象地討論概率,博主和新林院說的不是一回事。 博主的計算,給出了某一個事件組合發生的概率,是一個“路徑”問題; 而新林院的計算著眼於“打中”的概率,是隻談“結果”。 概念不同,不是一回事,兩者容易被誤解。

如果著眼於“打中打不中”, 那就可以簡單用 (1-q^發數)來計算, 所以兩種思路在三發導彈打中/打不中的問題上結論是一樣的,也是博主說,如果攔截成功率是85%,兩枚就可以達到97.75%的成功攔截的計算
ShiMaQian 回複 悄悄話 我們隻需要三發零中的概率:f(0)=0.3^3。
1 - f(0) 就是至少有一枚擊中的概率 --> 97.3%
白釘 回複 悄悄話 @新林院 不知這樣理解可否在。 博主的假定是三枚導彈同時發射。你的分析是分開發射,上一枚打不中再發射下一枚,直到打光。博主和你用的是相同的“抽樣空間”,隻有兩個基本事件:中靶和脫靶,你們用的基本事件的概率相同。而算概率時博主和你各用了不同的含有四個複合事件的“事件空間”。結果是殊途同歸。
泥川 回複 悄悄話 同意。P(2+發都擊中)=0。

如之前導彈擊中,則再擊中概率=0,如之前導彈未擊中,基於獨立性,每發擊中概率還是=70%

2發中1發擊中的概率 = 1 - P(都沒擊中)- P(都擊中)= 1 -(1- 0.7)**2 - 0 =0.91

同理,3發中1發擊中的概率 = 1 -(1- 0.7)**3 - 0 = 0.973


新林院 回複 悄悄話 【發三枚導彈打靶,有四個事件可能發生:1)三發三中,2)三發兩中,3)三發一中,4)三發零中。】
我有以下分析。我不是權威,隻供討論,看對不對。
我認為:1)三發三中,2)三發兩中,這兩個事件都不可能發生。
三發裏的第一發擊中以後,敵方導彈就成了碎片,第二、第三發攔截彈就無目標可擊,所以不可能三發三中。
所以,有四個事件可能發生:(這四個事件是 mutually exclusive,而且包括所有結果,所以總概率是 1。)
(1)第一發擊中
(2)第一發沒擊中,第二發擊中,
(3)第一發沒擊中,第二發沒擊中,第三發擊中
(4)第一發沒擊中,第二發沒擊中,第三發沒擊中

假設一發攔截彈的攔截率是70%。

(1)的概率是70%。(第一發沒擊中的概率是30%)
(2)的概率是30% X 70% = 21%(第一發或第二發擊中的概率是70% + 21% = 91%。第一發和第二發都沒擊中的概率是9%。)
(3)的概率是 9% X 70% = 6.3%(第一發或第二發或第三發擊中的概率是91% + 6.3% = 97.3%。)
(4)第一發和第二發和第三發都沒擊中的概率是2.7%。

綜合到一起:第一發或第二發或第三發擊中的概率是97.3%。第一發和第二發和第三發都沒擊中的概率是2.7%。

好奇,我認為博主“三發三中、三發兩中”的事件都不可能發生,怎麽我的結果和博主的結果一樣?

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