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古人的遗憾与梦想

繁琐冗长的计算常常给人们带来烦恼和遗憾,有时甚至由于弄不清某个大数值的真正含义,而使自己处境尴尬。

古印度有一位将娱乐看成是天下第一大事的国王。当他玩遍了当时所有的游戏之后,还觉得很不尽兴,命令臣民多多发明供他娱乐的游戏器具。大臣达依尔打算先取得国王的信任,然后再劝谏他专心朝政,冥思苦想了许久,发明了一种新的游戏器具——国际象棋。达依尔将象棋奉献给国王,国王喜形于色,越玩越高兴,立即下旨奖赏爱臣达依尔。

一日早晨,国王当着满朝文武大臣的面对达依尔说:“达依尔,我忠实的仆人,你献上来的象棋我十分珍爱。为此,我决定重重赏你。这样吧,你有什么愿望尽管开口,我一定满足你。”

达依尔决定借此机会规劝这位轻浮的国王。他匍匐在地卑恭地说:“尊敬的陛下,对于您的恩赐我万分感激。如果您允许的话,请让我以自己的方式要一点麦子。”

国王听了他的话感到奇怪,心想,“我有那么多的金银、珠宝、美女、官爵他都不要,却要什么麦子,该不是穷得没有饭吃了吧?”国王笑道:“好吧,说说你的要求!”

达依尔指着面前的象棋棋盘说:“请您在棋盘的第一个小格内放l粒麦子,第二个小格里放2粒麦子,第三个小格里放4粒麦子,第四个小格里放8粒麦子……依此类推,每小格放的麦子都要比前一小格里的麦子粒数增加一倍,当64个小格都摆满完,这些麦子就算赏给微臣了。”

国王听后轻松地说:“达依尔,你的要求并不过分,我一定满足你的要求。来人!抬上麦子,为我忠实的仆人数好他要的麦粒。”

计数工作开始了。棋盘的第一格里放一粒麦子,第二格里放2粒麦子,第三格里放2 2 粒麦子……还不到20个格,一袋麦子就用光了。以后的数量更惊人,一袋袋麦子从国王的面前抬过,一仓仓麦子被取空,可还远远满足不了达依尔的要求。棋盘就像一个贪婪的大口,吞食着国王的麦子,国王大惊失色。

原来达依尔所要的麦子的粒数是以2为公比的等比数列前64项的和,即:

l+2+2 2 +2 3 +2 4 +…+2 63 =2 64 -l

=18 446 744 073 709 55l 615(粒)

这么多的麦子若用仓库装,那就要有宽10米,高4米,长度是由地球到太阳一个来回的距离长的粮库才能装得下。这么多麦子大约是全世界2 000年里麦子的总产量!

无论是昏庸的国王,还是聪明的达依尔都无法料到数字如此庞大。虽然很早以前人们就希望制造出一种快捷的运算工具,为此也做过大量的研究,但直到20世纪初,它还只是个梦想。

英国著名科学家理查德森是一位在数学上很有成绩的人,他对高阶线性方程组、二次型及不变量理论有独到见解。他的算术演算速度和准确性都是惊人的。几百年来,天气预报一直是根据人们采集的温度、气压、风向、风速等参数资料,通过高阶线性方程组做出的人工“数值预报”。理查德森在1910年提出要利用他的运算速度做伦敦地区的6小时天气预报。伦敦是座多雨的城市,一年四季阴雨绵绵,人们多想了解明天,甚至下午的天气是个什么样呀!他的这个惊人之举得到了许多人的关注和支持,有人给理查德森提供采集的气象资料;有人帮他整理计算结果并做综合判断;有人帮助他广播结果。工作开始了,理查德森快速地将几十个气象资料参数代入方程组,化成最简形式,不停地计算,“快点、再快点,一定要让人们尽早地了解未来几个小时的天气情况”。豆大的汗珠从理查德森的脸上淌下来,握笔的手腕酸胀了,甩几下手;神经太紧张了,休息片刻。好!结果出来了。剩下的就是理查德森和人们一起等待几小时来验证结果了。唉!结果与实际严重的不符!他反复做,可惜老天总不合作。事后理查德森认为,并不是计算方法有问题,而是计算速度太慢,当你还在运算时,大气环境的各种参数已经变了。他感叹道:“也许在遥远的将来,能够使计算速度赶到天气变化的前面,并且使用的成本低于人类从这种预报中获得的利益,但是这看来是梦想。”

真的是梦想吗?不!人类的天性是将梦想变为现实。为此,人类付出了巨大的代价。 udgvlw90D+2DwM7E6u27ZirrFH/dmme0p8TPAiXkULsUd5lqCz7f7rU7Cup3XCDA

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