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数学原理在狩猎中的应用 精选

已有 7164 次阅读 2009-11-12 08:33 |个人分类:数学|系统分类:科普集锦

 
 
前面说了数学“没用”,今天说数学的“用”,而且是最原始的用——打猎。不知道咱们祖先是不是用了那些方法。
 
20世纪30年代,一小群爱玩笑的数学家以E. S. Pondiczery的假名聚在一起,假冒波达维亚皇家学院(Royal Institute of Poldavia)会员。他们选择假名和杜撰机构名的第一个字母正好满足E.S.P.,R.I.P.,意思是“extrasensory perception, rest in peace”。
 
庞迪切尼的主要兴趣在于数学玩意儿,最有名的成绩发表在《美国数学月刊》(1938年8、9月号,446-447页),标题是“狩猎游戏的数学理论”。因为文章太滑稽,主编Elton James Moulton答应了他们用假名H. Petard发表。
 
文章列举了16种在撒哈拉沙漠捕获野生狮子的方法。前9种归为“数学方法”,接着是4种“理论物理方法”,最后三种是“实验物理学的方法”。作者还感谢了英国剑桥大学圣约翰学院的“无聊俱乐部”、“无用研究学会M.I.T分会”、普林斯顿大学的F.o.P.,以及“无数有名或无名、有意或无意的个体贡献者。”下面是其中的几个方法。
 
希尔伯特公理方法 我们在沙漠的某一点放置一个锁好的笼子,然后建立如下逻辑系统:  
公理1 撒哈拉的狮子类是非空的。  
公理2 如果撒哈拉有一头狮子,那么笼子里就有一头狮子。  
程序法则:如果p是定理,“p蕴涵q”也是定理,则q是定理。 
定理1 笼子里有一头狮子。  
反演几何方法 我们在沙漠种放置一球形笼子,人走进去,然后锁上它。我们操作对笼子的反演。于是,狮子在笼子里,而人在外面。
 
射影几何方法 不失一般性,我们可以认为撒哈拉沙漠是一平面。将平面投射到直线,然后将直线投射到笼子内的一点。狮子被投射到同一点。
 
波尔查诺-外尔斯特拉斯方法 以南北方向的直线平分沙漠,则狮子要么在东部,要么在西部。假定它在西部。以东西方向直线将其平分,则狮子要么在北部,要么在南部。假定它在北部。我们继续这个过程,直至无限,从而每一步都构筑了一道足够坚固的界线。选择部分的直径趋于零,因而狮子最终被捆在足够小的范围内。
 
集合论方法 我们看到,沙漠是可分空间,因而包含一个可数的稠密点集。我们可以从点集构造一个以狮子为极限的序列。然后,我们武装好自己,沿着序列稳步趋近狮子。
 
狄拉克方法 我们看到,野生狮子本身在撒哈拉沙漠是看不到的。于是,假如撒哈拉有狮子,就是驯养的。猎获驯养狮子的方法留给读者做练习。
 
薛定谔方法 在任意给定时刻,狮子以某个正的概率处于笼子中。我们坐下等吧。
 
相对论方法 我们在沙漠周围遍撒狮子的诱饵,直到天狼星伴星的大部分。当狮子吃尽足够的诱饵,我们穿过沙漠投来一束光。光线将在狮子周围发生偏折,这时狮子双眼眩晕,我们就能毫无损伤地接近它了。
 
热力学方法 我们造一种半渗透膜,除了狮子而外可以透过任何东西。我们用它来扫过沙漠。
 
原子衰变方法 我们用慢中子照射沙漠。狮子变成放射性的,从而发生瓦解。当衰变充分进行时,狮子也就失去力量了。
 



岩画《狩猎图》http://www.tjwh.gov.cn/ysjss/huihua/tu/hh-sl.jpg 

 



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