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一名数学家等于十个师

科普小知识2022-03-10 03:48:51
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在第二次世界大战中,为了与德国法律本斯作战,盟军不得不将大量军火运输到大西洋彼岸的各个战场。然而,在1934年之前,负责运输货物的英国和美国舰队经常遭到德国潜艇的袭击,并遭受重大损失。当时,英国和美国力量有限,无法派出更多的护航船。当时,德国的“潜艇战”使盟军筋疲力尽,海上运输成了令人头痛的问题。

在这种困境中,一位美国海军上将专门咨询了几位数学家。

数学家利用概率分析发现,运输船队与敌潜艇的相遇是一个随机事件,即船队是否受到攻击取决于它在航行过程中是否与敌潜艇相遇,这种情况可能发生,也可能不发生。从数学的角度来看,这个问题有一定的规律。

1、一定数量的船只,编队规模越小,批次越多;批次越多,遇到敌方潜艇的可能性就越大。

例如,五名学生放学后回到了自己的家。老师想找一个学生,可以去任何一个学生的家。然而,如果所有的五个学生都集中在一个学生家里,老师可能必须找到几个才能找到他们,而且一次找到他们的概率只有五分之一,即20%。

2.舰队规模越小,每艘船遇到敌方潜艇的几率就越大。

这是因为与舰队数量相比,德国潜艇的数量总是很少。潜艇携带有限的弹药。无论舰队规模如何,沉没潜艇的数量基本上等于每次攻击的数量。

如果运输船舶总数为100艘,每20艘船组成5个队。按照每队10艘船的队形,将会形成10个队。两个编队与敌方潜艇的概率比为5: 10,即1: 2。

假设每次被敌方潜艇攻击时损失5艘运输船,在上述两种编队模式下每艘船被击中的概率比为5/20: 5/10 = 1: 2。

两者的结合表明,在两个编队中,每艘航母与敌方潜艇的概率比为1: 4。这表明,对于100艘运输船来说,组建5支队伍比组建10支队伍危险。

美国海军接受了数学家的建议,改进了运输船从不同港口起航的方式。它命令舰队在指定海域集合,然后集体通过危险海域,然后航行到指定港口。

奇迹出现了。盟军舰队被攻击和击沉的概率从25%降低到1%,大大减少了损失,确保了战略物资的供应。

结果,美国军方宣称:一个优秀数学家的角色不仅仅是十个师!