相傳,Sessa發明了西洋棋後,國王很開心的要給予他獎賞,Sessa為了王國的人民,希望國王可以廣發糧食給人民,但小氣的國王並不答應。Sessa便請國王給他一個禮拜的時間思考。
一星期後,Sessa便提出了這樣的要求:「在8乘8的棋盤中,第一個格子裡放1顆麥子,第二個格子裡放2顆麥子,第三個格子裡放3顆麥子,依此類推,每個格子裡都放著上一個格子兩倍數量的麥子,依序放滿就好了。」
國王聽到這樣的要求,覺得似乎很容易達成,便欣然接受了,並吩咐下屬去準備給Sessa的獎賞。沒想到,過不久後,下屬回報,即便糧倉的麥子都用盡了,也無法滿足Sessa的要求,因為光是放滿前20格,就需要超過百萬顆麥子,而放滿一半的32格棋盤,竟然需要超過40億顆麥子!
這個數學問題,其實是用到等比級數的概念,算式如下。
也就是說,假設這個數列的第n項是an,那麼這前n項的總和就是2的n次方減一。
所以,故事中要放滿前20格所需的麥子,就是2^20-1=1048575顆,而要放滿前32顆,則需要2^32-1=4294967295顆。讀者可以自己試算看看,如果放滿整個棋盤,需要多少顆麥子,這個答案就需要用到科學記號來表示了。
除了等比級數外,這個故事的爆點,其實是來自2為底的指數函數的驚人增加力。國王只考慮到前幾顆棋盤都是小數量的1、2、4,而且不過也才64格,卻沒想到隨著指數增長,這個數值的增加量卻超乎想像。
同樣的,City Bike希望採取「每經過一個時段,租金加倍」的收費標準,卻也沒考慮到這個函數的特性,而鬧出了這個笑話。讀者也可以自己試著算看看,新聞中「租一天要703兆元」的數字是怎麼來的,相信對於這樣的問題會更有感覺。
參考資料
Wheat and chessboard problem - Wikipedia, the free encyclopedia
SESSA'S WHEAT by Tatiana Munoz on Prezi
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