有這樣一段關于“世界末日”的傳說。
在印度北部一個佛教的圣廟里,桌上的黃銅板上放著3根寶石針,每根長約0.5米。據說印度教的主神梵天在創造世界時,在其中的1根針上,自上而下由大到小放了64片金片。每天24小時內,都有僧侶值班,按照以下的規律,不停地把這些金片在3根寶石針上來回移動:每次只準移動1片,且不論在哪根針上,較小的金片只能放在較大的金片上。當所有64片金片都從梵天創造世界時所放的那根針上移到另1根針上時,世界末日就要到臨。
這雖然只是一個傳說,但卻引起了人們的重視,大家都想知道僧侶移動完這64片金片需要多少時間。也就是說,人類在這個世界上還可以生存多少時間。讓我們來算算看。
設原來放置金片的寶石針為甲,其他兩根針為乙、丙。
1. 設金片只有1片。顯然,只要移動1次即可。
2. 設金片有2片。可先將較小金片移至乙針上,較大金片移至丙針上,再將較小金片從乙針移至丙針上,共移動3次。
3. 設金片有3片。可先將上面兩片金片移到乙上。按步驟2可知,共需移動3次。再把第3片移至丙,又移1次。最后把乙上兩片移至丙同步驟2,還需3次。以上共移動
2·3+1=7(次)。
4. 設金片有4片。先把上面3片移至乙,按步驟3需7次。再把第4片從甲移到丙上,又移1次。最后,把較小的3片從乙移至丙,又需移7次。以上共移動
2·7+1=15(次)。
依此遞推下去。設有n片金片,先將n-1片移至乙,需移動Sn-1次。然后再把第n片移至丙,又移1次。最后把n-1片從丙移至乙,需Sn-1次。以上共移動
2·Sn-1+1(次)。
這樣,我們可以得到如下的遞推式:
Sn=2·Sn-1+1。
根據這個遞推公式得Sn+1=2(Sn-1+1),所以Sn=2n-1,所以S64=264-1=18 446 744 073 709 551 615。
如果僧侶移動金片一次需要1秒鐘,那么移動這么多次共需約5 849億年。把這個寓言和現代科學推測對比一下倒是很有意思的。按照現代的宇宙進化論,恒星、太陽、行星(包括地球)是在30億年前由不定型物質形成的。我們還知道,給恒星特別是給太陽提供能量的“原子燃料”還能維持100~150億年。因此,整個太陽系的壽命無疑要短于200億年。可見遠不等僧侶們完成任務,地球早已毀滅了。