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一名數(shù)學(xué)家等于十個(gè)師

來源:中國數(shù)學(xué)教育網(wǎng) 2008-05-07 18:11:48

    在第二次世界大戰(zhàn)中,盟軍為了和德國法本斯作戰(zhàn),大量軍需物品要穿過大西洋運(yùn)送到各個(gè)戰(zhàn)場?墒窃1934年以前,負(fù)責(zé)運(yùn)送物資的英美船隊(duì)常常受到德國潛艇的襲擊,損失慘重。當(dāng)時(shí)英美兩國限于實(shí)力,無力增派更多的護(hù)航艦,一時(shí)間德軍的“潛艇戰(zhàn)”搞得盟軍焦頭爛額,海上運(yùn)輸成了令人頭疼的問題。

  在這進(jìn)退兩難之際,有位美國海軍將領(lǐng)專門去請教了幾位數(shù)學(xué)家。

  數(shù)學(xué)家運(yùn)用概率論分析后發(fā)現(xiàn),運(yùn)輸艦隊(duì)與敵軍潛艇相遇是一個(gè)隨機(jī)事件,即船隊(duì)是否被襲擊,取決于航行過程中是否與敵潛艇相遇,而與敵潛艇是有可能發(fā)生,又有可能不發(fā)生的。從數(shù)學(xué)角度來看這一問題,它具有一定的規(guī)律。

  1、一定數(shù)量的船只,編隊(duì)規(guī)模越小,批次就越多;批次越多,與敵潛艇相遇的概率就越大。

  比如,5位同學(xué)放學(xué)后各自回到自己的家里,老師要找一位同學(xué),隨便去哪 一位同學(xué)家都行。但若這5位同學(xué)都集中在其中某一位同學(xué)家里,老師可能要找?guī)准也拍苷业剿麄,一次找到的可能性只有五分之一,?0%。
 
  2、一旦與敵潛艇相遇,船隊(duì)的規(guī)模越小,每艘船被擊中的可能性就越大。

  這是因?yàn)榈萝姖撏У臄?shù)量與船隊(duì)的數(shù)量相比總是少的,潛艇所載彈藥有限,每次襲擊,不論船隊(duì)規(guī)模多大,被擊沉的數(shù)目基本相等。

  假如運(yùn)輸船的總量為100艘,按每隊(duì)20艘船編隊(duì),就要編成5隊(duì);而按每隊(duì)10艘船編隊(duì),就要編成10隊(duì)。兩種編隊(duì)方式與敵潛艇相遇的可能性之比為5:10,即1:2。
 
    假設(shè)每次遭到敵潛艇襲擊損失5艘運(yùn)輸船,那么,上述兩種編隊(duì)方式中每艘船被擊中的可能性之比為5/20 : 5/10=1:2。

  兩者結(jié)合起來看,兩種編隊(duì)方式中每艘運(yùn)輸船與敵潛艇相遇并被擊沉的可能性之比為1:4。這說明,100艘運(yùn)輸船,編成5隊(duì)比編成10隊(duì)的危險(xiǎn)性小。

  美國海軍接受了數(shù)學(xué)家的建議,改進(jìn)了運(yùn)輸船由各個(gè)港口分散啟航的做法,命令船隊(duì)在指定海域集合,再集體通過危險(xiǎn)海區(qū),然后各自駛向預(yù)定港口。

  奇跡出現(xiàn)了,盟軍船隊(duì)遭襲擊被擊沉的概率由原來的25%降低為1%,大大減少了損失,保證了戰(zhàn)略物資的供應(yīng)。

  于是,美國軍方宣稱:一名優(yōu)秀數(shù)學(xué)家的作用,超過十個(gè)師的兵力!

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