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二年級趣味數(shù)學(xué):“世界末日”傳說

來源:小學(xué)生數(shù)學(xué)報 文章作者:王永建 姜峻 2008-05-14 10:02:23

智能內(nèi)容

  有這樣一段關(guān)于“世界末日”的傳說。

  在印度北部的一個佛教的圣廟里,桌上的黃銅板上,放著三根寶石針,每根長約0.5米。據(jù)說印度教的主神梵天在創(chuàng)造世界時,在其中的一根針上,自上而下由大到小放了六十四片金片。每天二十四小時內(nèi),都有僧侶值班,按照以下的規(guī)律,不停地把這些金片在三根寶石針上移來移去:每次只準移動一片,且不論在那根針上,較小的金片只能放在較大的金片上。當(dāng)所有六十四片金片都從梵天創(chuàng)造世界時所放的那根針上移到另一根針上時,世界的末日就要到臨。

  這雖是一個傳說,但卻引起人們的重視,大家都想知道僧侶移動完畢這六十四片金片需要多少時間。也就是說,人類在這個世界上還可以生存多少時間。讓我們來算算看。

  設(shè)原來放置金片的寶石針為甲,其它兩根針為乙、丙。

  1.設(shè)金片只有一片。顯然,只要移動1次即可。

  2.設(shè)金片只有二片。可先將較小金片移至乙針上,較大金片移至丙針上,再將較小金片從乙針移至丙針上,共移動3次。

  3.設(shè)金片有三片。可先將上面兩片金片移到乙上。按2可知,共需移動3次。再把第三片移至丙,又移一次。下面把乙上兩片移至丙同2,還需三次。以上共需

  2·3+1=7(次)。

  4.設(shè)金片有四片。先把上面三片移至乙,按37次。再把第四片從甲移到丙上,又移一次。最后,把較小的三片從乙移至丙,又需移7次。以上共需移動

  2·7+1=15(次)。

  依此遞推下去。設(shè)有k片金片,先將k-1片移至乙,需移動Sk-1次。然后再把第k片移至丙,又移一次。最后把k-1片從丙移至乙,又需Sk-1次。以上共需移動

  (2·Sk-1+1)次。

  這樣,我們可以得到如下的遞推式:

  Sk=2·Sk-1+1

  根據(jù)這個遞推公式,分別令k=123,……,64,得

  S1=121-1

  S2=2S1+1=221-1+1=22-1

  S32S2+1=222-1+1=23-1

  S4=2S3+1=223-1+1=24-1

  ………………

  S64=264-1=18446744073709551615

  如果僧侶移動金片一次需要1秒鐘,移動這么多次共需約5845億年。把這個寓言和現(xiàn)代科學(xué)推測對比一下倒是有意思的。按照現(xiàn)代的宇宙進化論,恒星、太陽、行星(包括地球)是在三十億年前由不定形物質(zhì)形成的。我們還知道,給恒星特別是給太陽提供能量的“原子燃料”還能維持100150億年。因此,我們太陽系的整個壽命無疑要短于二百億年。可見遠不等僧侶們完成任務(wù),地球早已毀滅了。

  (王永建,姜峻)

 
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