通常一张桌子对你的谜题来说太小了——但专家们或许有解决办法
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每年的这个时候,家人都会在家里共度时光,开始玩一个具有挑战性的新拼图游戏。
但许多家庭在第一个障碍就失败了,因为他们没有找到合适大小的表面来布置所有的拼图。
现在他们再也不需要这样做了,因为一篇研究论文很有帮助地揭示了最佳的桌子大小——不到拼图大小的两倍。
为了解决这个棘手的问题,数据科学家玛德琳·邦斯玛-费舍尔博士和她的量子物理学家丈夫肯特·邦斯玛-费舍尔博士制作了9个拼图,棋子的数量从9到2000不等。
他们发现,一块未组装的拼图所占的面积大约是组装好的1.7倍。
当你发现自己的桌子太小,玩拼图游戏的时候太晚了,这是一个常见的沮丧原因,但科学家们最终可能找到了解决办法。
拼图游戏爱好者知道,在组装之前,将所有拼图片平铺所需的面积比组装好的拼图本身要大。
然而,对于许多拼图爱好者来说,发现桌子太小,放不下你的棋子和半拼图,这是一个常见的沮丧来源。
现在,科学家们已经计算出了最佳的桌子大小——刚好是拼图大小的两倍。
拼图迷们在购买之前可能得先注意一下盒子上拼图的大小,然后在家里的桌子上拿出卷尺。
玛德琳·邦斯玛-费舍尔博士在社交媒体网站X上写道:“你需要一个拼图桌,大小是你拼出来的拼图桌的两倍,这样你就不用求助于盒盖或随机的边桌了。”
“抓住一个谜题,在这个假期里用你的预测能力给你的亲戚留下深刻印象吧!”
研究人员将每个拼图的碎片平铺成椭圆形,或将其中两个大拼图的碎片平铺成矩形,然后计算出它们的长度和宽度。
他们试图尽可能自然地排列棋子,而不是人为地把它们放在一起。
然后,他们煞费苦心地完成每一个拼图,并计算出拼合出来的图片的长度和宽度。
令他们惊讶的是,一个简单的理论预测了拼图所需的面积。
一个未组装的拼图占用的面积是组装好的拼图面积的根号三倍。
更简单地说,这些碎片需要的面积大约是完整拼图大小的1.7倍。
玛德琳·邦斯玛-费舍尔博士在解释他们为什么在家里进行实验时在X上写道:“我们都有过这样的经历:拼图时间到了,但一旦你把拼图倒掉,开始把它们平放,你就会意识到桌子上没有足够的空间了。”
研究人员将每个拼图的碎片平铺成椭圆形,或将其中两个大拼图的碎片平铺成矩形,然后计算出它们的长度和宽度
因为在组装之前,这些碎片是随机定向的,专家们假设它们的平均行为就像直径等于正方形对角线的圆(如图所示)。
不管拼图有多少块,这个数学理论都是有效的。
这是因为,用少量的大块,块之间的间隙更大,但这个面积乘以少量的块。
同时,对于数量较多的小块,间距较小,但块数较多,所以总的空间也较多。
来自多伦多大学的玛德琳·邦斯玛-费舍尔博士说,当她发现如何设计一个谜题的简单理论时,她“倒吸了一口气”。
她说:“在我作为物理学家的十多年里,这个结果是我见过的理论和数据之间最令人难以置信的一致。”
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