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数学家的作用到底有多大?读了下面这个故事,你一定能有所体会的!
在第二次世界大战中,盟军为了和德国法西斯作战,大量军需物品要穿过大西洋运送到各个战场。可是在1934年以前,负责运送物资的英美船队常常受到德国潜艇的袭击,损失惨重。当时英美两国限于实力,无力增派更多的护航舰,一时间德军的“潜艇战”搞得盟军焦头烂额,海上运输成了令人头疼的问题。
在这进退两难之际,有位美国海军将领专门去请教了几位数学家。
数学家们运用概率论分析后发现,运输舰队与敌军潜艇相遇是随机的,即船队是否被袭击,取决于航行过程中是否与敌潜艇相遇,而与敌潜艇相遇可能发生,也有可能不发生。
从数学角度来看这一问题,它具有下面这些规律:
1、一定数量的船只,编队规模越小,批次就越多;批次越多,与敌潜艇相遇的概率就越大。
比如,5位同学放学后各自回到自己的家里,老师要找一位同学,随便去哪一位同学家都行。但如果这5位同学都集中在其中某一位同学家里,老师可能要找几家才能找到他们,一次找到的可能性只有五分之一,即20%。
2、与敌潜艇相遇,船队的规模越小,每艘船被击中的可能性就越大。
这是因为德军潜艇的数量与船队的数量相比总要少些,潜艇所载弹药有限,每次袭击,不论船队规模有多大,被击沉的数目基本相等。
例如,假设运输船的总量为100艘,按每队20艘船编队,就要编成5队;而按每队10艘船编队,就要编成10队。两种编队方式与敌潜艇相遇的可能性之比为,即。
如果每次遭到敌潜艇袭击,将损失5艘运输船,那么,上述两种编队方式中每艘船被击中的可能性之比为:=。
结合两者来看,两种编队方式中每艘运输船与敌潜艇相遇并被击沉的可能性之比为。这说明,100艘运输船,编成5队比编成10队的危险性小。
美国海军接受了数学家们的建议,改进了运输船由各个港口分散启航的做法,命令船队在指定海域集合,再集体通过危险海区,然后各自驶向预定港口。
奇迹出现了,盟军船队遭袭被击沉的概率由原来的25%降低为1%,大大减少了损失,从而保证了战略物资的供应。
于是,美国军方宣称:一名优秀数学家的作用,相当于十个师的兵力!
(李辉/供稿)
注:“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”
在第二次世界大战中,盟军为了和德国法西斯作战,大量军需物品要穿过大西洋运送到各个战场。可是在1934年以前,负责运送物资的英美船队常常受到德国潜艇的袭击,损失惨重。当时英美两国限于实力,无力增派更多的护航舰,一时间德军的“潜艇战”搞得盟军焦头烂额,海上运输成了令人头疼的问题。
在这进退两难之际,有位美国海军将领专门去请教了几位数学家。
数学家们运用概率论分析后发现,运输舰队与敌军潜艇相遇是随机的,即船队是否被袭击,取决于航行过程中是否与敌潜艇相遇,而与敌潜艇相遇可能发生,也有可能不发生。
从数学角度来看这一问题,它具有下面这些规律:
1、一定数量的船只,编队规模越小,批次就越多;批次越多,与敌潜艇相遇的概率就越大。
比如,5位同学放学后各自回到自己的家里,老师要找一位同学,随便去哪一位同学家都行。但如果这5位同学都集中在其中某一位同学家里,老师可能要找几家才能找到他们,一次找到的可能性只有五分之一,即20%。
2、与敌潜艇相遇,船队的规模越小,每艘船被击中的可能性就越大。
这是因为德军潜艇的数量与船队的数量相比总要少些,潜艇所载弹药有限,每次袭击,不论船队规模有多大,被击沉的数目基本相等。
例如,假设运输船的总量为100艘,按每队20艘船编队,就要编成5队;而按每队10艘船编队,就要编成10队。两种编队方式与敌潜艇相遇的可能性之比为,即。
如果每次遭到敌潜艇袭击,将损失5艘运输船,那么,上述两种编队方式中每艘船被击中的可能性之比为:=。
结合两者来看,两种编队方式中每艘运输船与敌潜艇相遇并被击沉的可能性之比为。这说明,100艘运输船,编成5队比编成10队的危险性小。
美国海军接受了数学家们的建议,改进了运输船由各个港口分散启航的做法,命令船队在指定海域集合,再集体通过危险海区,然后各自驶向预定港口。
奇迹出现了,盟军船队遭袭被击沉的概率由原来的25%降低为1%,大大减少了损失,从而保证了战略物资的供应。
于是,美国军方宣称:一名优秀数学家的作用,相当于十个师的兵力!
(李辉/供稿)
注:“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”