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1701003143 最后,我们假设你是一个完美主义者:你的目标是和你最满意的那个人(你的列表上排名第一的那个人)结婚,如果做不到这一点,我们就判定你的婚姻失败了。哪怕你是和列表上排名第二的那个人结婚了,你还是一个失败者。
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1701003145 我们的问题是:在这样的假设条件下,你有可能找到那个你最满意的人吗?如果有可能,怎么做才能让你成功的机会最大化呢?
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1701003147 一种比较好的策略(并非最优策略)是:把你的爱情和生活划分成上下两个半场,上半场完全用来积累经验。而在下半场中,你开始认真地寻找伴侣,如果你遇到一个比你上半场交往过的所有男友(女友)都优秀的人,你就立刻和他(她)结婚。
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1701003149 这个策略让你至少有1/4的概率遇到最合适的那个人。为什么呢?首先,最合适的那个人可能在上半场出现,也可能在下半场出现,概率各为50%。同样,第二合适的那个人出现在上下半场的可能性也各占50%。也就是说,第二合适的人恰好出现在上半场,而最合适的人恰好出现在下半场的概率为25%。这种情况下,只要你严格执行上述策略,你就一定会和最合适的那个人结婚。
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1701003151 第二合适的人出现在你人生的上半场,而你的人生中只有一个人比他(她)更适合你,这个人就是最适合你的人,当且仅当这个人在下半场出现的时候,你才会决定结婚,所以在这种情况下,你是一定会成功的。可见,在游戏人生的青春岁月里,遇见一个高质量的女友(男友)是何其幸运!
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1701003153 当然,这并不是你的最优策略。最优策略是上半场的用时比下半场稍微短一些,让上半场占你整个恋爱时间的1/e,也就是大约37%的时间。根据我们的模型,这个策略是最优的婚恋策略,如果你严格采用这个策略,你和最佳伴侣结婚的概率是1/e。
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1701003155 不过,如果你的最佳伴侣也在玩这种跟e有关的游戏,那一切可就说不准了。
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1701003160 X的奇幻之旅:在现实生活中发现数学思维之美 [:1701001373]
1701003161 X的奇幻之旅:在现实生活中发现数学思维之美 第20章 用微积分方程来分析爱情与三体问题
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1701003163 “在春天,”阿尔弗雷德·丁尼生写道,“年轻人的幻想总是会悄悄地转变为情思。”可惜,年轻人心仪的姑娘却又有着她们自己的小心思。情人之间的你来我往总是生出无穷无尽的快乐和痛苦、幸福和折磨,也正是因为如此,情场如战场,新的爱情就像新的战役一般,惊心动魄而又令人肝肠寸断。为了寻找爱情的答案,有人诉诸酒精,有人寄情于诗歌,而我们则向微积分寻求帮助。
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1701003165 对爱情的微积分分析也许只是一个数学玩笑,但它却说明了一个十分深刻的道理:就算我们永远研究不出爱人之心的规律,世界上很多无生命物体的规律却早已被数学家们所参透。这些规律是用微分方程的形式来表达的。微分方程可以用于描述互相关联的变量之间的联系,解释这些变量如何随着时间和自身的当前状况而变化。至于微分方程和爱情有什么关系,我想说,至少微分方程可以在一定程度上解释为什么“真爱之路永远不会是平坦的”。
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1701003167 为了详细解释这种对爱情的微积分分析方法,让我们借用一下罗密欧和朱丽叶的故事。罗密欧深爱着朱丽叶,但是,在我们这个版本的故事里,朱丽叶却是一个反复无常的姑娘。罗密欧越爱她,朱丽叶就越想躲避和逃离。一旦罗密欧因受到刺激而准备放弃,朱丽叶便会觉得这种冷淡具有莫名的吸引力。罗密欧总是跟随着朱丽叶的脚步,当朱丽叶爱他的时候,他更热情似火;当朱丽叶恨他的时候,他的热情也会冷却下来。
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1701003169 那么,这对不幸的恋人的爱情将会如何呢?随着时间的流逝,他们俩的爱情走势会怎样?这时候微积分该大显身手了。我们可以用微分方程来描述罗密欧和朱丽叶会如何回应对方的感情变化。只要解出这些方程式,我们就能预测这场爱情的走向和归宿。不幸的是,我们的分析显示,这对恋人的关系将会是一个无休无止的爱恨交缠的循环。幸运的是,这对恋人还有1/4情投意合的甜蜜时光。
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1701003174 这幅图是怎么画出来的呢?首先,我们假设罗密欧的行为可以用如下的微分方程式来表示:
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1701003179 这个方程式描述了罗密欧的感情R在下一个瞬间dt会发生怎样的变化。罗密欧的感情变化dR等于一个常数乘以朱丽叶当前对他的感情J。这个方程式完全符合我们之前的假设:只要朱丽叶爱他,罗密欧的爱情就会升温。但是,这句话非常笼统,这个方程式却非常具体:罗密欧的感情变化和朱丽叶当前的爱正相关,而且两者之间的关系是线性的。也许这个假设从爱情的角度来说并不合理,很难说爱情到底是线性的还是非线性的,但是这个假设大大地简化了我们的问题。
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1701003181 朱丽叶的爱可以用如下的微分方程式来表示:
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1701003186 常数b前面的负号说明朱丽叶是一个性情很古怪的姑娘,罗密欧对她越热情,她反而越冷淡。
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1701003188 现在,方程式已经有了,我们还需要一个初始条件:在故事的一开始,这对恋人的感情是怎样的呢(也就是当t=0的时候,R和J的值分别是什么)?初始条件和方程式都确定以后,这场爱情的结果也就注定了。根据这两个方程式,我们可以用电脑来模拟R和J的变化,看看随着时间的流逝,这两个变量是如何变化的。实际上,在微积分基本定理的帮助下,我们还可以做得更好。我们可以直接用函数表达出R和J的动向,从而轻松地预测出在未来的任意一个时刻,罗密欧和朱丽叶会怎样深爱或仇恨着对方。
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1701003190 如果你是一个物理系的学生,上面这两个微分方程你应该觉得非常眼熟:罗密欧和朱丽叶的感情就像物理学中的谐振子一样。根据我们这个模型的预测,描述罗密欧和朱丽叶的感情发展的函数R(t) 和J(t)将会是两个正弦波,这两个正弦波此消彼长,一直不能同步。
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