用数学知识揭穿“世界末日”谎言

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  “世界末日”,版本众多. 其中以“玛雅预言”最为流行. 其实,在数学界也有关于世界末日的传说. 下面是一个典型的“世界末日”传说,让我们用数学的知识揭穿它吧.
  在印度北部的一个佛教圣庙里,桌上的黄铜板上,放着三根宝石针,每根长约0.5米。据说印度教的主神梵天在创造世界时,在其中的一根针上,自下而上由大到小放了64片金片. 每天24小时内,都有僧侣值班,按照以下的规律,不停地把这些金片在三根宝石针上移来移去:每次只准移动一片,且不论在哪根针上,较小的金片只能放在较大的金片上. 当所有64片金片都从梵天创造世界时所放的那根针上移到另一根针上时,世界的末日就要到临.
  这虽是一个传说,但却引起人们的重视,大家都想知道僧侣移动完毕这64片金片需要多少时间. 也就是说,人类在这个世界上还可以生存多少时间。让我们来算算看.
  设原来放置金片的宝石针为甲,其他两根针为乙、丙.
  1?郾 设金片只有1片. 显然,只要移动1次即可.
  2?郾 设金片只有2片. 可先将较小金片移至乙针上,较大金片移至丙针上,再将较小金片从乙针移至丙针上,共移动3次.
  3?郾 设金片有3片. 可先将上面两片金片移到丙上. 按2可知,共需移动3次. 再把第三片移至乙,又移一次. 下面把丙上两片移至乙上,方法同2,还需三次。以上共需2×3+1=7(次).
  4?郾 设金片有4片. 先把上面3片移至乙,按3需7次. 再把第四片从甲移到丙上,又移一次。最后,把较小的3片从乙移至丙,又需移7次. 以上共需移动2×7+1=15(次).
  依此递推下去. 设有k片金片,先将k-1片移至乙,需移动Sk-1次. 然后再把第k片移至丙,又移一次. 最后把k-1片从丙移至乙,又需Sk-1次. 以上共需移动(2×Sk-1+1)次.
  这样,我们可以得到如下的递推式:
  根据这个递推公式,分别令k=1,2,3,……,64,得
  如果僧侣移动金片一次需要1秒钟,移动这么多次共需约5845亿年。把这个传说和现代科学推测对比一下倒是有意思的. 按照现代的宇宙进化论,恒星、太阳、行星(包括地球)是在30亿年前由不定形物质形成的. 我们还知道,给恒星特别是给太阳提供能量的“原子燃料”还能维持100~150亿年. 因此,我们太阳系的整个寿命无疑要短于200亿年. 可见远不等僧侣们完成任务,地球早已毁灭了.
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