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一名數學家等于十個師

來源:中國數學教育網 2008-02-22 10:44:07

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    在第二次世界大戰中,盟軍為了和德國法本斯作戰,大量軍需物品要穿過大西洋運送到各個戰場。可是在1934年以前,負責運送物資的英美船隊常常受到德國潛艇的襲擊,損失慘重。當時英美兩國限于實力,無力增派更多的護航艦,一時間德軍的“潛艇戰”搞得盟軍焦頭爛額,海上運輸成了令人頭疼的問題。

  在這進退兩難之際,有位美國海軍將領專門去請教了幾位數學家。

  數學家運用概率論分析后發現,運輸艦隊與敵軍潛艇相遇是一個隨機事件,即船隊是否被襲擊,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生,又有可能不發生的。從數學角度來看這一問題,它具有一定的規律。

  1、一定數量的船只,編隊規模越小,批次就越多;批次越多,與敵潛艇相遇的概率就越大。

  比如,5位同學放學后各自回到自己的家里,老師要找一位同學,隨便去哪 一位同學家都行。但若這5位同學都集中在其中某一位同學家里,老師可能要找幾家才能找到他們,一次找到的可能性只有五分之一,即20%。
 
  2、一旦與敵潛艇相遇,船隊的規模越小,每艘船被擊中的可能性就越大。

  這是因為德軍潛艇的數量與船隊的數量相比總是少的,潛艇所載彈藥有限,每次襲擊,不論船隊規模多大,被擊沉的數目基本相等。

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

  兩者結合起來看,兩種編隊方式中每艘運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艘運輸船,編成5隊比編成10隊的危險性小。

  美國海軍接受了數學家的建議,改進了運輸船由各個港口分散啟航的做法,命令船隊在指定海域集合,再集體通過危險海區,然后各自駛向預定港口。

  奇跡出現了,盟軍船隊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,保證了戰略物資的供應。

  于是,美國軍方宣稱:一名優秀數學家的作用,超過十個師的兵力!

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