登陆注册
34215900000014

第14章 数学趣闻知多少(2)

直至1750年,诞生在瑞士国土上的伟大数学奇才欧拉宣布:他一举求出如2620和2924,5020和5564,6232和6368等六十对亲和数(一说五十九对),使他在寻数竞争中独占鳌头。

又过了一百多年,奇迹出现了,1866年,一位年仅十六岁的孩子竟正确地指出,前辈们丢掉了第二对较小的亲和数1184和1210,这戏剧性的发现使数学家们大为惊讶,据本世纪七十年代统计,人们已经找出一千二百多对亲和数,数学真是一个深不可测的海洋,它蕴藏着无穷无尽的奥妙。

“赌徒之学”

17世纪时,法国有一个很有名的赌徒,名字叫默勒。一天,这个老赌徒遇上了一件麻烦事,使他伤透了脑筋。

这天,默勒和一个侍卫官赌掷骰子,两人都下了30枚金币的赌注。如果默勒先掷出3次6点,默勒就可以赢得60枚金币;如果侍卫官先掷出3次4点,这60枚金币就归侍卫官赢走。可是,正当默勒掷出2次6点,而侍卫官只掷出了1次4点时,意外的事情发生了。侍卫官接到通知,必须马上回去陪国王接见外宾。

赌博无法继续下去了。那么,如何分配两人下的赌注呢?

默勒说:“我只要再掷出1次6点,就可以赢得全部金币,而你要掷出2次4点,才能赢得这么多金币。所以,我应该得到全部金币的3/4,也就是45枚金币。”

侍卫官不同意这种说法,反驳说:“假如继续赌下去,我要2次好机会才能取胜,而你只要一次就够了,是2∶1。所以,你只能取走全部金币的2/3,也就是40枚金币。”

两人争论不休,结果谁也说服不了谁。

事后,默勒越想越觉得自己的分法是公平合理的,可就是说不出为什么公平合理的道理来。于是,他写了一封信向法国著名数学家帕斯卡请教:

“两个赌徒规定谁先赢s局就算赢了。如果一人赢了a(a<S)局,另一人赢了b(b<s)局时,赌博中止了。应该怎样分配赌本才算公平合理?”

这个问题有趣得很。如果以两人已赢的局数作比例来分配他们的赌本,两人都将不服气,准会抢着嚷道:“假如继续赌下去,也许我的运气特别好,接下来全归我赢。”然而,假如继续赌下去,谁又能预先确定一定归谁赢呢?

即使是接下去的每一局,谁又能预先断定一定归谁赢呢?

帕斯卡对这个问题很有兴趣,他把这个题目连同他的解法,寄给了著名法国数学家费尔马。不久,费尔马在回信中又给出了另一种解法。他们两人不断通信,深入探讨这类问题,逐渐摸清了一些初步规律。

费尔马曾经计算了这样一个问题:“如果甲只差2局就获胜,乙只差3局就获胜时,赌博中止了,应如何分配赌本?”

费尔马想:假如继续赌下去,不论是甲胜还是乙胜,最多只要4局就可以决定胜负。于是他逐一列出这4局时可能出现的各种情况,发现一共只有16种。如果用a表示甲赢,用b表示乙赢,这16种可能出现的情况是:

aaaaaaabaabaaabbabaaabababbaabbbbaaabaabbabababbbbaabbabbbbabbbb在每4局,如果a出现2次或多于2次,则甲获胜。这类情况有11种;如果b出现3次或多于3次,则乙获胜,这类情况有5种。所以,费尔马算出了答案:赌本应当按11∶5的比例分配。

根据同样的算法,读者不难得出结论:在默勒那次中止了的赌博中,他提出的分法确实是合理的。

帕斯卡给费尔马的信,写于1654年7月29日,这是一个值得记住的日子。因为他们两人的通信,奠定了一门数学分支的基础,这门数学分支叫做概率论。

由于概率论与赌徒的这段渊源,常有人讥笑它为“赌徒之学”。

概率论主要研究隐藏在“偶然”现象中的数量规律。抛掷一枚硬币,落地时可能是正面朝上,也可以是背面朝上,谁也无法预先确定到底是哪一面朝上。它的结果纯粹是偶然的。连续地将一枚硬币抛掷50次,偶然也会出现次次都是正面朝上的情形。但是,如果继续不停地将硬币抛掷下去,这个“偶然”的现象便会呈现出一种明显的规律性。有人将硬币抛掷4040次,结果正面朝上占2048次;有人抛掷12000次,结果正面朝上占6019次;有人抛掷3万次,结果正面朝上占14998次。正面和背面朝上的机会各占1/2,抛掷硬币的次数越多,这种规律性就越明显。

概率论正是以这种规律作依据,对在个别场合下结果是不确定的现象,作出确定的结论。例如,将一枚硬币抛掷50次,概率论的结论是:出现25次正面朝上的机会是1/2。而次次出现下面朝上的机会是多少呢?假如有一座100万人的城市,全城人每天抛掷8小时,每分钟抛掷10次,那么,一般需要700多年,这座城市才会出现一回这样的情形。

8.法官的判决事情发生在古希腊。智慧大师、诡辩论者普洛塔赫尔在教他的学生款德尔学习律师业务时,师生之间约定,学生独立后第一次取得成绩,即第一次诉讼胜利时,必须付给老师酬金。

款德尔学完了全部课程,但却不急于出庭辩护,使老师迟迟得不到酬金。

老师这时想:“我要向法院提出诉讼,如果我赢了,我会得到罚款。如果我输了,我会得到酬金,这样无论如何我都胜了。”

于是普洛塔赫尔正式向法院提出了控诉。

学生得知这一情况之后,认为他们的老师根本没有获胜的希望,如果法院判被告输了,那么按二人的约定就不必付酬金。如果判被告赢了,那么根据法院裁决就没有付款的义务了。

师生二人的良好想法终于使法院开庭了。这场纠纷吸引了好多人。但法官的判决更使人敬佩不已。既没破坏师生之约,又使老师有了取得报酬的可能。

法官的判决是这样的:让老师放弃起诉,但给他权力再一次提出诉讼。理由是学生在第一次诉讼中取胜了,这第二次诉讼应无可置辩地有利于老师了。

国王给大臣们出的难题

据传古代欧洲有位国王,一天他非常高兴,便给大臣们出了一道数学题,并许诺谁先解出了这道题便予重赏。他说:“一个自然数,它的一半是一个完全平方数,它的三分之一是一个完全立方数,它的五分之一是某个自然数的五次方,这个数最小是多少?”

有位大臣的儿子十分聪明,第二天他就替父亲解出了这道题。

满足上述条件的数,必然是2,3,5的倍数,其最小值可以表为N=2a·3b·5c(其中a、b、c为自然数。)由于12N是完全平方数,所以2a-13b5c是完全平方数:那么a-1必为偶数,即a为奇数;b、c也必须是偶数,由于13N是完全立方数,那么b-1就为3的倍数,即b为被3除余1的数,如1,4,7,10,13,……等等;同理c是被5除余1的数,即1,6,11,16,21,……等等;此外还要满足条件:a与b都是5的倍数,a与c都是3的倍数。

综上所述,a是能被3和5整除的奇数,即a的最小值为15;b是能被5整除被3除余1的偶数,即b的最小值为10;c是被3整除被5除余1的偶数,即c的最小值为6。那么:

N=215·310·56=302330880000。

爱吹牛的理发师

1919年,著名英国数学家罗素编了一个很有趣的“笑话”。

小镇有个爱吹牛的理发师。有一天,理发师夸下海口说:“我给镇上所有不自己刮胡子的人刮胡子,而且只给这样的人刮胡子。”

大家听了直发笑。有人问他:“理发师先生,您给不给自己刮胡子呢?”

“这,这,……”理发师张口结舌,半晌说不出一句话来。

原来,这个爱吹牛的理发师,已经陷入自相矛盾的窘境。如果他给自己刮胡子,那就不符合他声明的前一半,这样,他就不应当给自己刮胡子;但是,如果他不给自己刮胡子,那又不符合他声明的后一半,所以,他又应当给自己刮胡子。无论刮不刮,横竖都不对。

像理发师这样在逻辑上自相矛盾的言论,叫做“悖论”。罗素编的这则笑话,就是数学史上著名的“理发师悖论”。

理发师的狼狈相是很好笑的,可是,数学家听了却笑不起来,因为他们自己也像那个爱吹牛的理发师一样,陷入了自相矛盾的尴尬境地。

实际上,20世纪初期的数学家们,比那个爱吹牛的理发师更狼狈。理发师只要撤消原来的声明,厚起脸皮哈哈一笑,什么事情都没有了;数学家可没有他那样幸运,因为他们遇上了一个无法回避的数学悖论,如果撤消原来的“声明”,那么,现代数学中大部分有价值的知识,也都荡然无存了。

这个数学悖论也是罗素提出来的。1902年,罗素从已被人们公认为数学基础理论的集合论中,按照数学家们通用的逻辑方法,“严格”地构造出这个数学悖论。把它通俗化就是理发师悖论。

集合论是19世纪末发展起来的一种数学理论,它已迅速深入到数学的每一个角落,直至中学数学课本。它极大地改变了整个数学的面貌。正当数学家们刚刚把数学奠立在集合论的基础上时,罗素悖论出现了,它用无可辩驳的事实指出,谁赞成集合论,谁将变成一个“爱吹牛的理发师”,从而陷入自相矛盾的窘境。数学家们尴尬万分,如果继续承认集合论,那么,号称绝对严密的数学,就会因为罗素悖论这样的怪物而不能自圆其说;如果不承认集合论,那么,许许多多重要的数学发明也就不复存在了。

同类推荐
  • 最成功的励志故事

    最成功的励志故事

    《读好书系列:最成功的励志故事》用孩子们乐于接受的形式代替一些枯燥沉冗的说教,把一些晦涩难懂的高深道理用孩子们自己的语言说出,让孩子们在快乐中接受,让那些积极向上的道理,
  • 营救小能手

    营救小能手

    《神犬山姆》圣诞特别篇《营救小能手》如约而至啦。你想知道为什么山姆会拥有超能力吗?快跟着圣诞老人从书里找答案吧。
  • 飞翔的海盗船

    飞翔的海盗船

    王玥过着平凡的五年级学生的生活,随着一只绿蜥蜴的到来,她平静的生活被打破了。绿蜥蜴不仅自称海盗船长,还指着游乐园里那艘坏了的海盗船,说那是它的船;并说它要带王玥去看全世界唯一一艘“飞翔的海盗船”。那艘海盗船在王玥的“召唤”下,真的出现了;船员们都是些奇怪的“小绿人”,这些船员居然称王玥为“玥公主”,并要带她回到她的国家。这一路上波折不断,在一连串冒险的过程中,王玥等帮助散落各地的小绿人回到了海底城,见到了传说中的卷胡子船长,并惩戒了绿婆婆……王玥惊讶的发现,原来发生的这些事竟然都是卷胡子船长瓶子里的故事,而她拥有的魔法力量,便是可以用自己的想象来修改她的故事!
  • 复活之路(兽王系列)

    复活之路(兽王系列)

    就在后羿星上一场后羿星人与梦幻星人的强力较量正在展开的时候,在地球上,侥幸未死的天才少年柳远藤也在为了重新获得力量而不懈努力着,在桃花源中,独孤奇混入鼎神的世界,强行打开火鸦的封印,放出这只太古第一凶兽,此战中柳远藤遭受重创,众人皆以为他已经死去。然而,柳远藤幸运地在最后一刻被神兽贪狼奇迹般救活,但是一身修为因为受伤过重而丧失殆尽,柳远藤怀着一颗迷惘的心在鼎神的世界中漫无目的地游走,在贪狼的帮助下,柳远藤重拾王者之心。为了恢复强大的力量、早日走出鼎神的世界而从头开始修炼,柳远藤最终能够回到现实世界中来吗?这个骄傲的少年能够重新成为新人类的强者P-57满目疮痍的鼎神世界能否恢复如初?
  • 走进科学·疑案真相

    走进科学·疑案真相

    本套书全面而系统地介绍了当今世界各种各样的难解之谜和科学技术,集知识性、趣味性、新奇性、疑问性与科普性于一体,深入浅出,生动可读,通俗易懂,目的是使广大读者在兴味盎然地领略世界难解之谜和科学技术的同时,能够加深思考,启迪智慧,开阔视野,增加知识,能够正确了解和认识这个世界,激发求知的欲望和探索的精神,激起热爱科学和追求科学的热情,不断掌握开启人类世界的金钥匙,不断推动人类社会向前发展,使我们真正成为人类社会的主人。
热门推荐
  • 请给我幸福

    请给我幸福

    岁月如歌,蚕丝环绕,如果注定要有交集,那么请给我幸福。
  • 末世的勇士

    末世的勇士

    陈天是一个地地道道的宅男,整日宅在家中靠着网络游戏中微薄的收入混吃等死。可一场史无前例的灾难降临了,这时候的陈天该何去何从,未来又有什么在等着他?
  • 帝君的冷情娇后

    帝君的冷情娇后

    她是苏木儿,有着倾城之容,却自毁其容的,一个生存的意义只为追寻着一个答案的可怜女人,他是君曜冷酷的帝王,冷情无心,他这一生中拥有所有,却唯独得不到她,她是百花宫宫主,有着绝世武功,有着一身傲人的毒功,他是叶,江湖上赫赫有名的爱管闲事的叶,他着傲人的武学,甚至拥有着那像冰雕的玉人儿,为了得到她,他甘愿当个小人,强占她的身体,为了逃避他,她躲了五年,也恨了五年,当再次相遇,却是人事已非,不变的是那颗执着的心,原来,她早已爱上了他,所以,她愿意为那男人生下一对双生子,可以重来吗,可以再得到他的爱吗,可是,老天不愿再给她机会了……
  • 珍珠

    珍珠

    阿舍,女,原名杨咏,维吾尔族,1971年生,新疆尉犁人,西北第二民族学院毕业。银川文学院签约作家。出版长篇历史小说《乌孙》。散文《小席走了》获2004年第五届“PSI—新语丝”网络文学一等奖;散文《山鬼》获2011年《民族文学》年度奖。
  • 心姬

    心姬

    美丽是每一个女人的梦想,可是真正决定自己一生命运的是心灵,是拥有一颗美丽的心,是拥有一颗七窍玲珑心!
  • 末世危机之你来了

    末世危机之你来了

    18线小县城的资深书虫郁轻轻(已婚)在看了N本末世文之后,幻想有一天她遇到末世该怎么办,幻想中她老公是不离不弃的绝世好人,幻想中她有空间,把她早就钓好的食品仓库全收集了!幻想中她还有个牛逼异能,结果……呵呵。
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 末日亦不凡

    末日亦不凡

    世纪风波之后,神秘力量渐渐地从地球上消失国家制度被强制取消,全球达成一致意见组建了地球联邦......二十五年之后,一种作用强烈的基因病毒横空出世是上天的馈赠,还是一场巨大的阴谋又或者是神秘势力的复出末法时代,丧尸横行,鬼怪也将浮出水面......科技高度发展的人类将何去何从是灾难,还是机遇......即使是末日,我也注定是最不平凡的那一个——易不凡
  • 良景易逝

    良景易逝

    出入社会的懵懂学生,在直到那一日遇见的梦想实现为止的奋(ri)斗(chang)故(sheng)事(huo)。
  • 为了开心

    为了开心

    人活着,有一种欲望,是为了开心。蜗牛喜欢爬高,持之以恒,只因为在高处的时候,能摘下来星星。诸多世界,五彩缤纷;能量释放,充满竞争。然而,在这些世界中,有多少人活着是为了开心呢?古游一路闯荡,神魔来阻,麻烦来扰,仇人来寻,美女来找,就是不让他开心……这怎么行!有敌我就杀敌,有魔我就灭魔。豪情天纵,与生俱来;白马归去,夕阳正红。所有生灵无不仰望完美,渴望强大,古游也将不会例外,且看我震撼天地为了开心!书友QQ群437680408这些世界,会有多精彩?现在,连我自己都有一些期待了。