今年夏天,一道简单的数学题引发全网的激烈争论:8÷2(2+2) 到底等于多少?16?还是 1?哪个答案才是正确的呢?这场争辩不仅在社交网络上愈演愈烈,即使是请来专业数学家对这个问题发表意见,也不足以让双方达成共识。这个问题的关键在于运算顺序,它的答案取决于我们如何定义除号的用法,它除的是在它后面的一个数字,还是它后面的所有数?对大多数数学家来说,这并不是什么大问题,因为他们并不经常使用这个符号。
因此若向他们请教这个问题,他们很有可能会把整个问题转变成乘法问题,也就是说把这个方程写成:8×(1/2)(2+2) 和 8×1/(2(2+2))。但是,就是这样一个“简单”的数学问题,点燃了今夏的社交网络。站 16 和站 1 的人挖掘自己记忆深处的数学知识,在网上展开激烈 battle。在数学这个对错分明的世界,逻辑必须占上风。然而这样一个如此简单的问题,却似乎让这个世界变得有点不稳定了。
但这个问题一定有个明确的答案,前提是我们必须对“运算顺序”的规则达成共识。比如在这个问题中,我们面对以下这几种运算:计算括号中的表达式、乘法、除法、加法。运算的顺序会对结果产生很大的不同。据外网调查,在面对 8÷2(2+2) 这个问题时,推特上的大部分人都认为应该先计算括号里的 2+2,这是我们在小学时候老师这样告诉我们的:优先处理括号里的内容。如此一来,这个问题就归结为计算 8÷2(4)。
这时候,应该先做除法,得到 4(4) = 16,还是先做乘法得到 8÷8 = 1。Instagram 上的调查显示,61% 的人觉得这个式子等于 1,39% 的人认为它等于 16。站 16 的人认为,根据标准惯例,乘法和除法具有同等的优先级。因此这个时候应该从左到右进行运算,所以要先做除法,再做乘法。问题就这样解决了吗?
其实这个问题的答案并不这么简单,虽然两种答案的支持者都对自己的运算顺序信心十足,但还没有任何正式的数学出版物严肃地探讨过这个问题,目前并没有一个在世界范围内都接受的标准运算顺序。越来越多的数学家对这种歧义现象的解释是:8÷2(2+2) 不是一个定义良好的表达式。在数学中,定义的清晰与明确是非常重要的,它需要能确保相同的输入总能产生相同的输出。
所有人都会同意 8÷(2(2+2)) = 1,(8÷2)(2+2) = 16,这两个式子都是定义良好的表达式,额外的括号彻底地消除了歧义。而对于 8÷2(2+2),或许平心而论,你只能说 1 和 16 都没错,你觉得它等于几,取决于你从小学数学老师那里所学的运算规则为何。只要全世界的数学老师都统一给出一个答案,就可以消除这个分歧。
这两种运算顺序都有被一些主要的计算软件采用,谷歌、Wolfram 和许多小型计算器给出的答案都会是 16,计算器中的答案当然是由计算机程序的输入法决定的。显然,计算器并不是彭达斯悖论的最佳判断工具。它们只是反映了当前在这个问题上的分歧:计算器程序员在很大程度上意识到了这个确切的问题,并且已经知道它不是世界范围内标准化的,所以如果数学老师都统一给出一个答案,那么这些程序员就会跟进。
然而或许会让你意外的是,一些数学家并不认为这是一个急需被统一的标准。他们认为,这两种答案都可以是对的,也不会对全球在这个问题上缺乏共识而表示异议。在他们心里,这并不是一个真正的问题。而对这个问题的热烈讨论的最大意义,或许也只是让你在遇到这样的计算时,明白这是一个没有被良好定义的式子。而如果想要避免这样的歧义,记得更多地使用括号哟!