令我大脑融化的数学短语

“少三倍”到底是什么意思?

Bronze sculptures of a tortoise (foreground) and hare (background) illustrating the famous story of the tortoise and the hare

乌龟比兔子慢很多倍,但如果兔子停下来思考这意味着什么,乌龟就能赶上它!

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本文发表在《大众科学》的前博客网络中,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点


有一种短语,或者说一种类型的短语,会让我立刻感觉自己好像跌入了仙境或其他颠倒的梦境。“X比Y少n倍”是基本形式,其中X和Y是可以比较的量,而n是某个数字,通常(但不总是)是整数。

最近,我在一篇文章中遇到了它,该文章指出西班牙的孕产妇死亡率比美国低五倍。我不想单独挑剔那篇文章,既因为我不想轻视孕产妇死亡的问题,也因为我到处都能看到类似的短语。实际能源需求增长比杜克能源公司的估计低三倍石墨烯纸比钢轻六倍免疫性移植物排斥的相对风险比DSEK低15倍(不管那是什么意思)。YouTube在Chrome上的运行速度比在Firefox上慢五倍。当我读到这些短语之一时,我几乎能感觉到我的大脑像一个失败的移植一样拒绝它,也许是使用了DSEK而不是免疫移植物。(我不是唯一有这种感觉的人。请参阅语言日志上的这篇文章。)

“多三倍”是另一个会引起困惑的数字短语,但我认为它更容易解释和解决。有些人说“多三倍”时指的是“三倍那么多”,而有些人指的是“四倍那么多”。它应该是什么意思?假设A的值为x。如果B比A多三倍,那么,至少像我这样的书呆子看来,表达式3x+x应该代表句子“B比A多三倍”。所以我倾向于认为,如果B比A多三倍,那么B就是A的四倍。但是为了避免歧义,请使用“三倍那么多”或“四倍那么多”,这取决于你的意思,这样就没问题了。但是“少三倍”的结构更令人费解。


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当我说“X是Y的三倍”时,我们可以假设我们对X和Y都使用了一个度量单位。如果我们用X拥有的单位数除以Y拥有的单位数,我们得到数字3。但是对于“X比Y少三倍”,同样的事情不会发生。我们不会把单位看作是描述我们拥有多少东西的量,而是多少。以石墨烯为例。钢的重量是石墨烯纸的六倍(或七倍,取决于解释,而且无论如何密度可能是更好的思考单位,但那是另一个故事),但是为了描述石墨烯纸具有钢的某些单位值的六倍,正如“石墨烯纸比钢轻六倍”这句话所暗示的那样,我们必须考虑重量的倒数,这是一个没有直观意义的单位。

我写这篇文章很困难,不仅因为当我想到“少三倍”时我的大脑一直关闭,而且因为“和...一样多”/“比...多”的歧义对于“比...少”来说不容易解决。事实上,试图解决这种歧义指出了“比...少三倍”的措辞的荒谬性。“石墨烯纸比钢轻六倍”对我来说听起来很奇怪。

“X比Y少三倍”,应该是与“Y比X多三倍”描述相同关系的方式。“Y比X多三倍”意味着如果X是某个单位的100,那么Y是该单位的400(3X+X)。但是如果我看到短语“X比Y少三倍”,并且我知道Y是100,我不会自然地认为X是25,而是大约33。要求人们先提出数字三,然后要求他们除以四,这太过分了!(要求人们用“X多三倍”的措辞来做这件事也有点不公平,这就是我为什么喜欢“三倍那么多”,但我跑题了。)我认为使用“X比Y少三倍”这个短语的人通常是指3X=Y,而不是3X+X=Y,所以情况更糟:最有可能的字面解释会导致对所涉及数字的不正确理解。如果我们讨论的是非常大的差异,例如“X比Y少一千倍”,那么误解可以忽略不计,或者无论如何都会被吸收到舍入误差中,但对于较小的数字,例如“X比Y少三倍”,差异可能相当显著。

当我第一次注意到我对这种类型的短语的负面反应时,我以为我只需要仔细思考这些情况,但我得出的结论是,我的拒绝是完全有道理的。请停止写“比...少三倍”或“比...轻六倍”或“比...薄二十倍”。想想你们长期受苦的、字面意思的数学作家朋友,重写一下!“钢的重量是石墨烯纸的六倍”。谢谢。现在我可以继续我的一天,而不用烦人的大脑重启了。

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