欧阳军
数字会骗人吗
经常有人说,数字是不会骗人的,一即是一,二即是二,是最可信的。但生活中的例子将使你感到数字也会经常捉弄我们。推断年龄:
下面是一个小游戏,你可以按照步骤一步一步地完成,最后得到一个结果:
(1)你一般一个星期中哪一天最忙?星期一,选1,星期二,选2,依此类推,从1、2、3、4、5、6、7中选一个数字;
(2)将这个数字乘2;
(3)如果你是男生,将得到的结果加4;如果你是女生,将得到的结果加8;
(4)将得到的结果乘以50;
(5)如果你是在1~6月出生,将得到的结果加1999;如果你是在7~12月出生,将得到的结果加2999;
(6)将得到的结果减去你出生的年份(例如1988);
(7)取结果的后两位,得到一个两位数,将这个两位数加10。
最后的结果是什么?如果没算错的话,应该是你现在的年龄。
你是否会感到惊奇?你一个星期中哪一天最忙与你的年龄有关系吗?答案当然是否定的。其实无论最开始你选择星期几,最后的结果都是一样的。整个游戏可以用一个简单的数学方程表示,有兴趣的话,你可以试一下。
赌徒的策略:
有一个赌徒声称发明了一种只赢不输的赌博方法,具体如下:第一局押100元,如果赢了,可以得到100元;如果输了,第二局押200元,如果再输,第三局押400元,像这样如果前几局连续输了,下一局将翻倍增加赌注,直到赢了为止。假设前四局他都输了,共损失100+200+400+800=1500元,第五局赢了,可以得到1600元,这样一共可以赢100元。他认为这样每一次都可以赢100元。
那么这种“高超”的方法问题出在哪里呢?虽然这种方法可以保证赌徒在大多数情况下经过几番搏杀后获得100元收入,但是每一次也只能得到100元;如果某一次,赌徒运气不佳,连续输10次,在第11次,按他的方法,他需要下102400元的赌注,但赢了照样也只能得到100元,如果连续15次输,他就会累计输掉320多万,第16次相应需要下320多万赌注来挽回损失。按这种方式,连续输十几次,赌徒就无力再继续成倍地押赌注了,这样的损失不知要赢多少个100元才能补偿回来。偶数多还是整数多:
如果有人问,偶数多还是整数多?很多人会不假思索地回答,当然整数多,因为整数包括奇数和偶数。但是如果以另一种方式比较,最后却是另一种结果。假设有两个人,手中都有很多张同样面额的钞票,要比一下谁的多,每次各拿出一张,最后谁的钱先被拿光,就证明谁的少。我们第一次从整数中拿出0,从偶数中拿出0;第二次从整数中拿出1;从偶数中拿出2;像这样,从整数中取出一个数后,他的二倍就一定是一个偶数,这样的话,每次从整数中取出一个数,从偶数中都可以找到一个对应的,等于说整数和偶数“手中的钱一样多”,整数并不比偶数多。
事实上,从集合论角度来看,整数和偶数确实是一样多的。如果整数和偶数是有限多的,偶数是整数的一部分,偶数一定比整数少,但是因为整数和偶数都是无限多的,就不能得到同样的结论。数字不只是简单的符号和计算,其实我们可以从中发现很多乐趣,可以充分享受科学的魅力。
动物也有数学才能
说来也令人难以置信,不少动物懂得计数,有些动物还是数学天才。
先说几种鸟类。在凤头麦鸡面前放3只小盘子,每只盘子中都放着它爱吃的小虫子,分别是1条、2条和3条,凤头麦鸡有时先吃2条的,有时先吃3条的,但总是不先吃1条的。这说明,凤头麦鸡知道2比1多,大概它能数到2。
乌鸦看到几个拿枪的猎人,就飞到大树上躲起来,4个猎人当着乌鸦的面走到对面的草棚里休息,过了一会走掉一个猎人,乌鸦不飞下来:又走掉一个猎人,乌鸦仍不飞下来,走掉了3个猎人后,乌鸦就从大树上飞了下来。可能是它以为猎人全走了,可见乌鸦可以数到3。
有人对鸽子做了一项实验:给它喂食玉米,一粒一粒喂给它吃,每次都喂6粒。后来突然喂给它第7粒玉米,它竟不吃。
生物学家佩珀伯格曾在美国印第安纳州耐心地训练一只6岁的非洲灰鹦鹉,使它学会了40多个英文单词,还会计数。这只鹦鹉能用这些单词说出几十种物品的名称、颜色和形状,还会说出这堆东西有多少数字,聪明得令人称奇。
再说说哺乳动物。科学家发现了灰松鼠在越冬之前要贮存食品,它收集了许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,别的地方就不再找了。可能灰松鼠只能数到7。
美国的动物学家试验过黑猩猩的计数本领:把香蕉放在箱子里,每次放10根,让黑猩猩自己打开箱子吃。有一次,箱子里只放8根香蕉,黑猩猩吃完后不肯离去;再给它吃1根,它还不肯走;直到吃满10根,它这才离去。黑猩猩也许能数到10。
俄罗斯曾出现过一匹特别聪明的马,让这匹马驾车拉粮食,每次车上装20袋粮食,养成了习惯。以后每次装车完毕,它都要扭头仔细看看,如果超过20袋,它就不肯挪步。
还有小小的蚂蚁,其计数本领也不逊色。英国的昆虫学家斯顿作过一项有趣的实验:他将一只死蚱蜢切成小、中、大3块,中块比小块大一倍,大块又比中块大一倍,放在蚂蚁窝边。蚂蚁发现这3块蚱蜢后,立即调兵遣将,欲把蚱蜢运回窝里。40分钟后,有28只蚂蚁聚在小块蚱蜢周围,有54只蚂蚁聚集在中块蚱蜢周围,有89只蚂蚁聚集在大块蚱蜢周围。蚂蚁力量的分配与蚱蜢大小的比例完全一致,其数量之精确令人叫绝。
还有丹顶鹤的队形也神奇莫测。丹顶鹤在迁徙时是结队飞行的,排成“人”字形。据观察,其“人”字形的角度永远保持在110°,“人”字夹角的一半是54°448”,金刚石结晶体的角也是这么大,两者居然完全一样。这些是巧合吗?还是大自然的某种“默契”?科学家们还没有完全搞清楚。
另外,动物的生活习性中也蕴藏深奥的数学原理。比如,蛇在爬行时走的是一个数学的正弦函数图形。它的脊椎像火车一样,是一节一节连接起来的,节与节之间有较大的活动余地。如果把每一节的平面坐标固定下来,并以开始点为坐标原点,结果发现蛇是按照30度、60度和90度的正弦函数曲线规律运动的。