歐陽軍
數(shù)字會騙人嗎
經(jīng)常有人說,數(shù)字是不會騙人的,一即是一,二即是二,是最可信的。但生活中的例子將使你感到數(shù)字也會經(jīng)常捉弄我們。推斷年齡:
下面是一個小游戲,你可以按照步驟一步一步地完成,最后得到一個結(jié)果:
(1)你一般一個星期中哪一天最忙?星期一,選1,星期二,選2,依此類推,從1、2、3、4、5、6、7中選一個數(shù)字;
(2)將這個數(shù)字乘2;
(3)如果你是男生,將得到的結(jié)果加4;如果你是女生,將得到的結(jié)果加8;
(4)將得到的結(jié)果乘以50;
(5)如果你是在1~6月出生,將得到的結(jié)果加1999;如果你是在7~12月出生,將得到的結(jié)果加2999;
(6)將得到的結(jié)果減去你出生的年份(例如1988);
(7)取結(jié)果的后兩位,得到一個兩位數(shù),將這個兩位數(shù)加10。
最后的結(jié)果是什么?如果沒算錯的話,應(yīng)該是你現(xiàn)在的年齡。
你是否會感到驚奇?你一個星期中哪一天最忙與你的年齡有關(guān)系嗎?答案當(dāng)然是否定的。其實無論最開始你選擇星期幾,最后的結(jié)果都是一樣的。整個游戲可以用一個簡單的數(shù)學(xué)方程表示,有興趣的話,你可以試一下。
賭徒的策略:
有一個賭徒聲稱發(fā)明了一種只贏不輸?shù)馁€博方法,具體如下:第一局押100元,如果贏了,可以得到100元;如果輸了,第二局押200元,如果再輸,第三局押400元,像這樣如果前幾局連續(xù)輸了,下一局將翻倍增加賭注,直到贏了為止。假設(shè)前四局他都輸了,共損失100+200+400+800=1500元,第五局贏了,可以得到1600元,這樣一共可以贏100元。他認(rèn)為這樣每一次都可以贏100元。
那么這種“高超”的方法問題出在哪里呢?雖然這種方法可以保證賭徒在大多數(shù)情況下經(jīng)過幾番搏殺后獲得100元收入,但是每一次也只能得到100元;如果某一次,賭徒運(yùn)氣不佳,連續(xù)輸10次,在第11次,按他的方法,他需要下102400元的賭注,但贏了照樣也只能得到100元,如果連續(xù)15次輸,他就會累計輸?shù)?20多萬,第16次相應(yīng)需要下320多萬賭注來挽回?fù)p失。按這種方式,連續(xù)輸十幾次,賭徒就無力再繼續(xù)成倍地押賭注了,這樣的損失不知要贏多少個100元才能補(bǔ)償回來。偶數(shù)多還是整數(shù)多:
如果有人問,偶數(shù)多還是整數(shù)多?很多人會不假思索地回答,當(dāng)然整數(shù)多,因為整數(shù)包括奇數(shù)和偶數(shù)。但是如果以另一種方式比較,最后卻是另一種結(jié)果。假設(shè)有兩個人,手中都有很多張同樣面額的鈔票,要比一下誰的多,每次各拿出一張,最后誰的錢先被拿光,就證明誰的少。我們第一次從整數(shù)中拿出0,從偶數(shù)中拿出0;第二次從整數(shù)中拿出1;從偶數(shù)中拿出2;像這樣,從整數(shù)中取出一個數(shù)后,他的二倍就一定是一個偶數(shù),這樣的話,每次從整數(shù)中取出一個數(shù),從偶數(shù)中都可以找到一個對應(yīng)的,等于說整數(shù)和偶數(shù)“手中的錢一樣多”,整數(shù)并不比偶數(shù)多。
事實上,從集合論角度來看,整數(shù)和偶數(shù)確實是一樣多的。如果整數(shù)和偶數(shù)是有限多的,偶數(shù)是整數(shù)的一部分,偶數(shù)一定比整數(shù)少,但是因為整數(shù)和偶數(shù)都是無限多的,就不能得到同樣的結(jié)論。數(shù)字不只是簡單的符號和計算,其實我們可以從中發(fā)現(xiàn)很多樂趣,可以充分享受科學(xué)的魅力。
動物也有數(shù)學(xué)才能
說來也令人難以置信,不少動物懂得計數(shù),有些動物還是數(shù)學(xué)天才。
先說幾種鳥類。在鳳頭麥雞面前放3只小盤子,每只盤子中都放著它愛吃的小蟲子,分別是1條、2條和3條,鳳頭麥雞有時先吃2條的,有時先吃3條的,但總是不先吃1條的。這說明,鳳頭麥雞知道2比1多,大概它能數(shù)到2。
烏鴉看到幾個拿槍的獵人,就飛到大樹上躲起來,4個獵人當(dāng)著烏鴉的面走到對面的草棚里休息,過了一會走掉一個獵人,烏鴉不飛下來:又走掉一個獵人,烏鴉仍不飛下來,走掉了3個獵人后,烏鴉就從大樹上飛了下來。可能是它以為獵人全走了,可見烏鴉可以數(shù)到3。
有人對鴿子做了一項實驗:給它喂食玉米,一粒一粒喂給它吃,每次都喂6粒。后來突然喂給它第7粒玉米,它竟不吃。
生物學(xué)家佩珀伯格曾在美國印第安納州耐心地訓(xùn)練一只6歲的非洲灰鸚鵡,使它學(xué)會了40多個英文單詞,還會計數(shù)。這只鸚鵡能用這些單詞說出幾十種物品的名稱、顏色和形狀,還會說出這堆東西有多少數(shù)字,聰明得令人稱奇。
再說說哺乳動物??茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)了灰松鼠在越冬之前要貯存食品,它收集了許多松果藏在不同的地方。可是以后它找到其中的六七堆之后,別的地方就不再找了??赡芑宜墒笾荒軘?shù)到7。
美國的動物學(xué)家試驗過黑猩猩的計數(shù)本領(lǐng):把香蕉放在箱子里,每次放10根,讓黑猩猩自己打開箱子吃。有一次,箱子里只放8根香蕉,黑猩猩吃完后不肯離去;再給它吃1根,它還不肯走;直到吃滿10根,它這才離去。黑猩猩也許能數(shù)到10。
俄羅斯曾出現(xiàn)過一匹特別聰明的馬,讓這匹馬駕車?yán)Z食,每次車上裝20袋糧食,養(yǎng)成了習(xí)慣。以后每次裝車完畢,它都要扭頭仔細(xì)看看,如果超過20袋,它就不肯挪步。
還有小小的螞蟻,其計數(shù)本領(lǐng)也不遜色。英國的昆蟲學(xué)家斯頓作過一項有趣的實驗:他將一只死蚱蜢切成小、中、大3塊,中塊比小塊大一倍,大塊又比中塊大一倍,放在螞蟻窩邊。螞蟻發(fā)現(xiàn)這3塊蚱蜢后,立即調(diào)兵遣將,欲把蚱蜢運(yùn)回窩里。40分鐘后,有28只螞蟻聚在小塊蚱蜢周圍,有54只螞蟻聚集在中塊蚱蜢周圍,有89只螞蟻聚集在大塊蚱蜢周圍。螞蟻力量的分配與蚱蜢大小的比例完全一致,其數(shù)量之精確令人叫絕。
還有丹頂鶴的隊形也神奇莫測。丹頂鶴在遷徙時是結(jié)隊飛行的,排成“人”字形。據(jù)觀察,其“人”字形的角度永遠(yuǎn)保持在110°,“人”字夾角的一半是54°448”,金剛石結(jié)晶體的角也是這么大,兩者居然完全一樣。這些是巧合嗎?還是大自然的某種“默契”?科學(xué)家們還沒有完全搞清楚。
另外,動物的生活習(xí)性中也蘊(yùn)藏深奧的數(shù)學(xué)原理。比如,蛇在爬行時走的是一個數(shù)學(xué)的正弦函數(shù)圖形。它的脊椎像火車一樣,是一節(jié)一節(jié)連接起來的,節(jié)與節(jié)之間有較大的活動余地。如果把每一節(jié)的平面坐標(biāo)固定下來,并以開始點為坐標(biāo)原點,結(jié)果發(fā)現(xiàn)蛇是按照30度、60度和90度的正弦函數(shù)曲線規(guī)律運(yùn)動的。