登陆注册
33359600000046

第46章 几何级数增加

几何级数增加

“1990年以后呈几何级数增长的游客”、“钻石越大,价格也呈几何级数增长”……人们在阅读这样的新闻时,经常会接触到表示快速增加的“几何级数”这个词。

这个词也出现在过去控制人口出生率的宣传片中,对此,还有许多人记忆犹新。“粮食呈等差级数(1、2、3、4、5……)增长,而人口却以几何数(1、2、4、8、16、32……)增加”。

英国经济家托马斯·马尔萨斯的上述主张成为当时控制人口出生率的理论根据。不过,现在已时过镜迁,韩国的情况也发生了很大变化。问题已不再是缺少粮食,而是低出生率。

国际象棋的褒奖

几何级数增加究竟有多大威力?下面这个故事会告诉我们答案。

很久以前,印度有一个国王非常好战,百姓们苦不堪言。为了改变国王的这个嗜好,有一位叫塞塔的僧侣发明了游戏规则与战争相似的国际象棋。与兵力多少无关,靠战略战术决胜负,并且变化多端的国际象棋让这位国王着了迷,他在小小棋盘里体会战争的快乐,从而使战争远离了这个国家。

作为回报,国王答应无论塞塔喜欢什么都可以送给他。塞塔便要求国王在棋盘的第一个方格放1粒小麦,第二个方格放2粒小麦,第三个方格放4粒小麦,依此类推,翻倍填满整个棋盘的64个方格。

国王认为这点儿要求不算什么,然而,事实上国王却掉进了塞塔的圈套。如果按照这种方式填满棋盘的话,则需要1+22+23+24+25+……+263粒小麦,计算结果为18 446 744 073 709 551 615粒。假设1立方米能装约1 500万粒小麦,则总体积可达1 200立方千米,可以说这是不可能兑现的承诺。

报纸折半相叠

通过折叠报纸试验也可知道几何级数增加超乎想象的结果。厚度为0.2毫米的报纸进行反复折叠,则第1次折叠时厚度为0.4毫米,第2次折叠时为0.8毫米,第3次折叠时为1.6毫米,那么,折到第50次时报纸厚度是多少呢?

事实上折叠50次是不可能的事情,但通过数学计算得出的报纸厚度是0.2×250毫米,即225 179 981 368 524毫米。如果换算为公里的话是225 180 000公里,比地球与太阳之间的距离149 598 100公里还要长。讲到这里,你就可以理解爱因斯坦称几何级数增长是“世界第八大奇迹”的理由了。

千(kilo)、兆(mega)、千兆(giga)

正如1公里是1 000米一样,千是10的3次方。比103—1千(kilo)大的单位还有兆(mega)和千兆(giga)。因表示电脑容量而令们十分熟悉的兆是106,而千兆是109,这些单位均可用10的多次方表示。但电脑中的字节却是以2为基本单位,所以在表示电脑记忆容量时要使用2的多次方。1千字节是210字节,1兆字节是210千字节,依此类推。

在这里,103对应的是210,其理由是210=1 024与103=1 000数值相近。

10的多次方2的多次方

千1031千字节=210字节

兆1061兆字节=210千字节=220字节

千兆1091千兆字节=210兆字节=230字节

继信息通信技术之后,成为时代宠儿的将是纳米技术。与信息通信技术中的兆和千兆不同,纳米技术采用的是微量单位。纳米技术的纳米(nano)是表示10-9的词头。纳米与千兆源于希腊神话中的“侏儒”和“巨人”。

引领未来的新技术是无限扩大容量的信息通信技术和迈向微观世界的纳米技术,从这两个技术使用的单位来看,新技术体现出明显的“两级分化”倾向。

只有16厘米……

与呈几何级数增加最终可得出天文数字一样,我们往往也会遇到和预想结果不同的情况。

比如说,我们假设有紧紧缠绕地球赤道的一根长线,如果增加1米长度,则线会有些松动并与地面出现缝隙。不过,很多人认为围绕地球一周需要的线长约为40 000千米,所以,即使长度增加1米,其影响也可以忽略不记。

在我们设想之中,线与地面之间的缝隙微乎其微,应该不到几毫米。然而,令人吃惊的是这条线与地面的缝隙要比预想的大得多,计算结果为16厘米。

如果地球半径为r米,那么缠绕地球的线长为2πr米。假设线长增加1米,则线总长度为(2πr+1)米,定义h米为线与地球表面之间的缝隙,则2πr+1=2π(r+h)等式应该成立。计算该等式可得出h=1/2π≒0.16米,即约16厘米。

有16厘米……

这次我们用棒球做同样的试验。缠绕棒球的线长如果增加1米,那么,线与棒球表面之间的距离为多少呢?

与前面情况不同,此时的1米相对棒球的周长来说很长,所以按常理推断,线与棒球表面的缝隙应该很大。然而,通过计算你会惊奇地发现其结果竟然与缠绕地球一样约为16厘米。这是因为计算h的公式h=1/2π中没有r,也就是说它与半径无关,所以结果是一样的。

同类推荐
  • 学生语言文字写作学习手册—教你学歇后语(下)

    学生语言文字写作学习手册—教你学歇后语(下)

    语言文字的简称就是语文。语文是人文社会科学的一门重要学科,是人们相互交流思想的工具。它既是语言文字规范的实用工具,又是文化艺术,同时也是用来积累和开拓精神财富的一门学问。
  • 语文课超有料:部编本语文教材同步学(七年级上册)

    语文课超有料:部编本语文教材同步学(七年级上册)

    高效语文学习课系列是由部编本语文教材总主编温儒敏教授担任顾问并作序推荐,围绕新版教材的课文篇目,同步进行相关知识的汇总、梳理、延伸、启发,帮助学生和教育工作者全面了解课文周边的国学、人文、社会、历史、科学、自然知识,不仅帮助学生加深对课文内容的理解,更让语文教材成为引导学生进入更广阔知识海洋的钥匙。本系列具有突出的知识性、启发性、可读性和趣味性,目标是帮助学生进行主动性、探究性学习,并成为学生和教育工作者常备的语文课程辅助读物。
  • 阅读中华国粹-青少年应该知道的-道教圣地

    阅读中华国粹-青少年应该知道的-道教圣地

    阅读中华国粹系列是一部记录中华国粹经典、普及中华文明的读物,又是一部兼具严肃性和权威性的中华文化典藏之作,可以说是学术性与普及性结合。丛书囊括古今,泛揽百科,不仅有相当的学术资料含量,而且有吸引入的艺术创作风味,是中华传统文化的经典之作。本书介绍了中国著名的道教圣地,包括中国著名道教名山和中国著名道教宫观两部分。
  • 学生青春期摆脱烦恼的教育艺术(下)

    学生青春期摆脱烦恼的教育艺术(下)

    我们根据青少年生理和心理的发育和发展规律,特别编辑了《学生青春期教育与培养艺术》,主要包括性知识教育、性心理教育、健康情感教育、健康心理教育、摆脱青春期烦恼教育、健康成长教育、正确处世教育、理想信念教育、坚强意志教育、人生观教育等内容,具有很强的系统性、实用性、知识性和指导性,能够全面指导广大学生的青春期教育。
  • 木偶奇遇记(小学生爱读本)

    木偶奇遇记(小学生爱读本)

    老人杰佩托将一块充满灵性的木头刻成了木偶——匹诺曹,并将他视为自己的儿子,希望他学会耍剑、翻跟斗,能带他去周游世界,然而这个童话一样的愿望实现起来却并不容易。贪玩的木偶不肯上学,为了看戏卖掉课本,还结识了狐狸和猫两个坏朋友,多亏天蓝色头发的仙女相救,匹诺曹才没被它们吊死。重获自由后,他改过自新。用功读书,可是又被坏同学引诱到“玩儿国”,在随心所欲地疯狂之后,与坏同学一起变成了驴子。又是天蓝头发的仙女救了他。最后,匹诺曹与父亲杰佩托在鲨鱼腹中意外重逢,父子俩在匹诺曹的努力下成功逃生,住到海边的小房子里。从此,匹诺曹改掉了所有坏毛病,每天劳动、学习,变得诚实、听话,他最后变成了一个真正的孩子。
热门推荐
  • 飞跃之门

    飞跃之门

    《门》充满着未知,充满着神秘一个中二少年秉承着一股热血开始了一段坑与被坑的路途。。。一个中二骚年的传奇逗X之路,欢迎各位亲们多多支持
  • 影帝家的小做精

    影帝家的小做精

    【高冷任性影帝×团宠电竞小可爱】“时影帝,时影帝,网上传闻你包养了祁卿笙,这是真的吗?”“严格来说,不是我包养她,是她包养我。”祁卿笙看着这大概半个小时前的采访,一脸茫然:这就公开了?时言奕:嗯,好像就是这样吧………祁卿笙的哥哥:面瘫脸,老子要鲨了你祁卿笙的队长:臭王八,小爷要宰了你祁卿笙的粉丝:狗儿子,老娘要黑了你————看着一个个消息,祁卿笙气愤不已,祁卿笙微博:哼╯^╰,我现男友,未来脑公@时言奕时言奕微博转发:我老婆说的对
  • 凝视吾瞳

    凝视吾瞳

    当你注视着一双眼睛的时候,你能看到什么?看似善于为人处事,遇事总能处变不惊的易词,却唯独惧怕两件事物——猫,还有他们班上新来的转学生云再。易词小时候,就发现了自己一个异于常人的能力——读心。当他注视着一双眼睛的时候,他能看到那眼睛主人的想法、情绪,甚至是本质。但这一切,从那时起开始变得不一样了——他遇到了一只猫。猫儿们见了他都跟见鬼似的逃开,而他,也读不懂它们的内心。还有转学生云再。他们两第一次对视时,易词读了一张白纸。和猫一样。云再总是笑盈盈,云再总是盯着易词,云再总是在啃苹果。云再真的好奇怪。楼梯上,两人擦肩而过。“你……是猫吗?”易词终于沉不住气了,背对她问道。云再只是笑的很开心,对着他的后脑勺:“可能吧!”云再像一个结,堵在心里。越解越紧,越理越乱。“伦斯,阁主说,我们在将死之时最清醒。你也是一样,现在你可以窥见任何人的内心。那么,我想问你:你注视着我的眼睛,你看到了什么?”“……我爱……你,从前……到永远……”
  • 向阳的喇叭花

    向阳的喇叭花

    在中学时期方沐霖结识好友并成“五人组”的一员,同时和王丽晨开始一段记忆深刻的“初恋”。期间迎来了叛逆期对母亲有了隔阂,对言书雅由闺蜜变成“情敌”后又变回闺蜜。陈老师又帮她回归了自己,最终方沐霖收获了友情和未来!
  • 我有两个聊天群

    我有两个聊天群

    我有两个聊天群。一个连通诸天,叫做“诸天互助交流群”,群里一群大佬在成长……一个交流修仙,叫做“九州一号群”,群里好多修仙前辈……这是一个凭借倒卖信息起家,逐渐走向超脱的的修真之旅。**********PS:修真聊天群还没读完,如有不符敬请指正。建了个读者群,大家想加的可以加一下,群号:九五零四三四三一一
  • 一吻定情

    一吻定情

    公司职员婷与女性朋友一起住在伦敦一间格调高雅的公寓里。室友搬走后,婷贴出了招募室友的广告,立刻就有一个板着脸、沉默寡言的高大男人马克纳什找上门来。婷原本不打算与异性合租,但由于求租者只有马克纳什一人,在无奈之下,婷只好开始与他共同生活。马克纳什自称是画家,却穿着剪裁得体的西装,而且从不给婷看自己的作品。他甚至还以冰冷的态度指责婷的约会状况:“昨天是和克姆斯公司的小开,今天又换成弗雷萨公司的年轻老板啊?”不是的,平常的我不是这样的!是你使我的心无法平静!
  • 桂花月圆

    桂花月圆

    桂月安,一个迷一般的女孩儿。是她,使魔界萎靡不振;是她,使世界失魂落魄。就在她生辰的那个月圆之夜,袅袅炊烟送她离开了世界,迷雾茫茫...人们依相信她是神...
  • 佛说常瞿利毒女陀罗尼咒经

    佛说常瞿利毒女陀罗尼咒经

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。
  • 我在蜀山当神仙

    我在蜀山当神仙

    他是异世界的救世主。他是九天十地的无上仙王。他是电竞盛典的隐藏王者。他是食神的一生宿敌。他是秋名山的头号车神。他是万千少女的梦想。是闪耀动人的国民偶像。茫茫仙途,精彩人生。
  • 你知道我在等你吗

    你知道我在等你吗

    这部打着“青春”烙印的长篇小说充满了奇幻的想象力。在这出现代童话剧里,漂亮的名模爱上了英俊的房地产大亨,但真正的女主角却是一个摆小摊的清纯姑娘,她最爱亲手制作各式各样美丽的洋娃娃。这些洋娃娃就像小木偶匹诺曹那样,一经夏娃制作完工,便立刻有了生命。生活中充满了纠缠不清的情感,生活里也处处充满着诱惑,但是纯真的爱情还是穿透阴谋的雾瘴,放射出钻石般不可抵御的光芒。一切的一切都在作者亲手营造的这个童话与现实并存的王国里进行。