黃笠 沈月寒
在第二次世界大戰(zhàn)中,負(fù)責(zé)運送物資的英美船隊常常遭到德國潛艇的襲擊,損失慘重.當(dāng)時英美兩國無力增派更多的護航艦,一時間德軍的“潛艇戰(zhàn)”搞得盟軍焦頭爛額,海上運輸成了令人頭疼的問題.
在這進退兩難之際,有位美國海軍將領(lǐng)專門去請教了幾位數(shù)學(xué)家.數(shù)學(xué)家運用概率論分析后發(fā)現(xiàn),運輸船隊與敵軍潛艇相遇是一個隨機事件,即船隊是否被襲擊,取決于航行過程中是否與敵潛艇相遇,而與敵潛艇相遇這一事件是有可能發(fā)生,又有可能不發(fā)生的.從數(shù)學(xué)角度來看這一問題,它具有一定的規(guī)律:
1. 一定數(shù)量的船只,編隊規(guī)模越小,批次就越多,批次越多,與敵潛艇相遇的概率就越大.
比如,5位同學(xué)放學(xué)后各自回到自己的家里,老師要找1位同學(xué),隨便去哪位同學(xué)家都行.但若這5位同學(xué)都集中在其中某位同學(xué)家里,老師可能要找?guī)准也拍苷业剿麄?,一次找到的可能性只有五分之一,?0%.
2. 一旦與敵潛艇相遇,船隊的規(guī)模越小,每艘船被擊中的可能性就越大.
這是因為,德軍潛艇的數(shù)量與運輸船隊的數(shù)量相比總是少的,潛艇所載彈藥有限,每次襲擊,不論船隊規(guī)模多大,被擊沉的數(shù)目基本相等.假如運輸船的總量為100艘,按每隊20艘船編隊,就要編成5隊,而按每隊10艘船編隊,就要編成10隊.兩種編隊方式與敵潛艇相遇的可能性之比為5∶10,即1∶2.假設(shè)每次遭到敵潛艇襲擊損失5艘運輸船,那么,上述兩種編隊方式中每艘船被擊中的可能性之比為([520])∶([510])=1∶2.兩者結(jié)合起來看,兩種編隊方式中每艘運輸船與敵潛艇相遇并被擊沉的可能性之比為1∶4.這說明,100艘運輸船,編成5隊比編成10隊的危險性小.
美國海軍接受了數(shù)學(xué)家的建議,改進了運輸船由各個港口分散啟航的做法,命令船隊在指定海域集合,再集體通過危險海區(qū),然后再各自駛向預(yù)定港口.之后,奇跡出現(xiàn)了,運輸船隊遭襲擊被擊沉的概率由原來的25%降低為1%,大大減少了損失,保證了戰(zhàn)略物資的供應(yīng).
(作者單位:江蘇省常熟市古里中學(xué))