据说,谷歌公司有一道常用面试题:“芝加哥有多少位钢琴调音师?”
乍一看,是不是觉得无从入手?不去查找芝加哥当地的黄页,就完全无法回答?
在我们的生活中,像“芝加哥有多少位钢琴调音师?”这样无法直接或间接量化的问题,是完全可以从已知入手,通过简单的推算来得到答案的。在《超级思维:用理工科思维推算世界》这本趣味数学推理书中,麻省理工学院的高才生、密歇根大学的博士后研究员亚伦?桑托斯就详细演示了一种超级思维:你所掌握的+推算=你想知道的!
亚伦.桑托斯超级思维的基础是以量化大师、著名物理学家恩利克.费米命名的费米法。
当第*枚原子弹爆炸,其他科学家对量化爆炸当量的仪器进行*后校正时,恩利克.费米就展示了他的推算技巧。他把一张纸撕成碎片。当首波冲击波冲过营帐时,他把碎纸屑慢慢撒向空中,观察它们在冲击波的冲击下能飘多远,*远的碎片承受的就是波的压力峰值。费米据此得出结论,爆炸当量应该大于10 000 吨。这与人们根据仪器的读数做了大量分析,计算的最终结果相差不多。“芝加哥有多少位钢琴调音师?”也是恩利克.费米的经典推算范例。
在《超级思维》中,亚伦?桑托斯在费米法的基础上,通过推算,回答了70个脑洞大开、看似不可能回答的问题,比如,“步行到月球需要多长时间?”“橡皮筋拉多长才能弹到月亮上?”“冷冻并储存大气中过量的二氧化碳需要多大空间?”“在西雅图上空建造一把巨型雨伞,总共需要多少钱?”甚至“此时此刻,有多少人正在发生性关系”,等等。与这些问题相比,“芝加哥有多少位钢琴调音师?”只是一个小引子,小菜一碟,是难度系数并不高的题。
问题大胆古怪有趣,具有想象力,而回答是“一本正经”地用理科知识来解答。这正是现在大受欢迎的趣味科普读物的特点。科普畅销书《那些古怪又让人忧心的问题what if?》是其中的典型。《超级思维》也是如此,不同的是,它的问题集中在数学方面。
《超级思维》的答题方法简单到令人吃惊,而答案也大大出人意料。看到答案,我们常常会莞尔一笑,因为未经推算之前,我们的误会是多么深。比如,当我们了解到需要17万头狼同时打喷嚏,并形成细细的一道气流才能把小猪的房子吹倒,我们就能知道童话故事的夸张力度是多么大。当我们知道需要舔化51千克的冰才能减掉1磅的脂肪,我们就能明白,所谓一天到晚添冰块就可以减肥,真的只是传言而已,当不得真。
英国物理学家开尔文勋爵说:“当你能够量化你谈论的事物,并且能用数字描述它时,你对它就确实有了深入了解。但如果你不能用数字描述,那么你的头脑根本就没有跃升到科学思考的状态。”
《超级思维》中的推算,不仅仅是一种数学游戏。经常推算,可以提高我们对极大数字(或极小数字)的理解能力,快速地形成“数值地标”,提高我们的数值计算能力。
推算还能提高逻辑思考能力,这是大数据时代重要的能力。掌握了“超级思维”这种思维方式,面对一个问题时,就会启动大脑思考:需要先把问题分成哪些部分?哪些是已知的?如何通过已知推算出未知?
这也是为什么“芝加哥有多少位钢琴调音师”“帝国大厦有多重”会成为谷歌面试题的原因:一名员工能否用自己的思考解决一个问题。谷歌希望看到一个合逻辑且理性的解决路径,答案并非重点。
无论是决定是否进入某个市场,或是是否建立复杂的导弹防御系统,还是简单的过马路,我们每个人都是片刻不停地做决定,在估算和推算。当你需要开展可行性测试,预估成功概率时,你都可以试试“超级思维”的方法,看看它的“威力”。
当然,这本书也非常适合初高中生用于数学训练,挑战自己,使自己更聪明。
用一把勺子挖地道越狱,需要多长时间?
跑多快才能瞬间减掉5千克的脂肪?”
淋浴不超过多长时间才能比泡澡更环保?
一片药片需要含有多少个分子才能治病?
“新视野号”探测计划和纽约地铁,哪一个更贵呢?
你遇见灵魂伴侣的机会有多大?
一只猴子需要多长时间才能录入完莎士比亚全集?
你需要跑多快才能跳到和地球自转相同的轨道上去?
橡皮筋拉多长才能弹到月亮上?
……
这些大胆有趣、看似不可能回答的问题,将在《超级思维:用理工科思维推算世界》中被一一解答。
亚伦.桑托斯以量化大师、著名物理学家恩利克.费米的取近似值法为基础,从费米的经典推算案例“芝加哥有多少位钢琴调音师?”开始,通过回答七十个脑洞大开的问题,在《超级思维:用理工科思维推算世界》中逐步展示了一种超级思维:你所掌握的+推算=你想知道的!
掌握了《超级思维:用理工科思维推算世界》中的这种思维方式,通过简单的数学运算,你就能对任何事物(不论大小),尤其是从任何方面都完全无法直接或间接量化的事物进行推算。
在大数据时代,面对庞杂的信息和充满无限可能的未来,一个合乎逻辑且理性的思考过程比最终的答案更受人重视。
亚伦.桑托斯(Aaron Santos),2001年毕业于麻省理工学院,获物理学学士学位,后来在波士顿大学获得物理学博士学位。现居密歇根,是密歇根州立大学的博士后研究员。他业余时间钟情于计算《How many licks?》里的数字谜题。
目录
1. 芝加哥有多少位钢琴调音师? 2
2. 全世界有多少人? 7
3. 人类占到了地球总重量的百分之几? 11
4. 全美国人民的鞋带连在一起可以绕美国本土多少圈? 14
5. 要负重一个人,需要多少只蚂蚁? 17
6. 淋浴不超过多长时间才能比泡澡更环保? 20
7. 1摩尔甜甜圈的体积占地球的几分之几? 23
8. 一个人一生中要走多少英里? 27
9. 人的脑袋上总共有多少根头发? 30
10. 终其一生一个人的手指甲可以长多长? 33
11. 要读遍图书馆里所有的书,需要花费多长时间? 35
12. 全世界的人都来参加的乡村别墅招待会,需要多大的
别墅? 37
13. 一个人的头发可以长多长? 39
14. “新视野号”探测计划和纽约地铁,哪一个更贵呢? 42
15. 阿波罗计划用掉的硬币摞起来有多高? 46
16. 开车去太阳会花费多长时间? 48
17. 阿姆斯特朗的月球之旅能为他赚到价值多少的常旅客
里程? 51
18. 此时此刻,有多少人正在发生性关系? 54
19. 此时此刻,有多少人正在经历性高潮? 57
20. 每天会有多少孩子出生? 60
21. 每年圣诞节要破坏掉多大面积的森林? 63
22. 人体内的全部DNA总共有多长? 66
23. 哈佛大桥的长度是多少个盖迪尔的身高总和?多少个
波尔的身高总和? 69
24. 铁锤汉克的长球和全垒打小跑的总距离是多少英里? 73
25. 一支笔可以画多长的线? 77
26. 美国什么时候才能和中国接壤? 80
27. 需要多少枚硬币才能把许愿井填满? 82
28. 你遇见灵魂伴侣的概率有多大? 85
29. 填满总统办公室所需的硬币和总统的实际薪水,哪一个
更多? 88
30. 用包装纸包裹自由女神像需要花费多少钱? 91
31. 一只猴子需要多长时间才能录入完莎士比亚全集? 94
32. 吃掉巨无霸棉花糖需要多长时间? 98
33. 蜘蛛侠每天需要吃多少才能产出相同数量的蜘蛛丝? 102
34. 多大的太阳能电池板才能为全美国供电? 105
35. 将全美的高速公路铺满太阳能电池板,能否提供全美国
所需的电能? 109
36. 如果整个北美地区完全依靠太阳能发电,发电系统总共
需要多少钱? 111
37. 要舔到爱心棒棒糖的甜芯,总共需要舔多少口? 113
38. 全世界的儿童手牵着手站成一排,可以绕地球多少圈? 116
39. 制作《辛普森一家》耗费的胶片总计有多长? 119
40. 如果用波士顿港口泡茶,需要多少克茶叶才能泡出好茶? 122
41. 国际象棋棋盘上的最后一个空格能装多少大米? 125
42. 所有的网页都打印出来会有多厚? 128
43. 在西雅图上空建造一把巨型雨伞,总共需要多少钱? 131
44. 步行到月球需要多长时间? 134
45. 地球比平底锅还要平? 137
46. 多少年以后,地球才会完全被坟墓占领? 140
47. 如何把你装进CD里? 143
48. 只吃拉面,一年要花多少钱? 146
49. 一个人能举起多高的楼房? 149
50. 汉堡和原子弹,谁含有的热量更大? 153
51. 你最爱的T恤要洗多少次才会全部变成线头? 156
52. 如何哭出一条河来? 159
53. 我们需要做多少次弥撒才能吃完“耶稣”? 161
54. 博学家科拜尔的职业生涯中能够揭发多少位嘉宾? 165
55. 多少只大灰狼才能吹倒三只小猪的房子? 168
56. 用一把勺子挖地道越狱,需要多长时间? 171
57. 减掉1磅脂肪需要舔多少冰? 175
58. 朱莉和皮特能够相互吸引吗? 177
59. 一片药片需要含有多少个分子才能治病? 181
60. 跑多快才能瞬间减掉5千克的脂肪? 184
61. 月亮和助产士,哪一个对新生儿产生的潮汐力更大? 187
62. 冷冻并储存大气中过量的二氧化碳需要多大空间? 191
63. 环法车手在骑车过程中能发多少度电? 194
64. 你需要跑多快才能跳到和地球自转相同的轨道上去? 198
65. 如何利用时间膨胀效应让你长生不老? 201
66. 橡皮筋拉多长才能弹到月亮上? 204
67. 高尔夫球手老虎伍兹在月球和太阳上能把高尔夫球
击出多远? 208
68. 情人节当天雕刻金银珠宝损耗的金子价值多少? 211
69. 隆胸和造电脑,哪一个消耗的硅更多? 214
70. 多少个氦气球才能把一个人悬浮在空中? 218
前言
推算世界的超级思维
取近似值——在推算世界之前
假设你坐公交车上班,快要迟到了,不幸的是,由于太过匆忙,你忘了带手表,手机也被压在手提包的最底层。于是,你只好向邻座的女士求助,问她现在几点了。她瞟了一眼腕上的手表,上面显示8点33分46秒,但她却对你说:“八点半。”
她撒谎了吗?她为什么不说“上午8点33分46秒”?难道是她的手表不够精准吗?或者说,她和你一样,也正赶着去上班,所以不愿意在你身上浪费时间?又或者,她知道自己一旦说完这句话,手表上的指针可能已指向8点33分48秒?
无论出于什么样的原因,当人们在处理有关具体数字问题的时候,总是倾向于不要那么精准。对你而言,8点33分46秒和8点31分27秒似乎没什么差别,相反,如果非要精准地说出8点33分46秒的话,可能会既耽误你的时间,也耽误她的时间。无论是整数化的“八点半”,还是在数字的后面加上一个小数点,我们实际上都是在取近似值。对绝大多数人而言,为了节约时间而牺牲一点点精准度其实是一笔很划算的买卖,因为我们都有更重要的工作要做,当然,如果你在美国国家宇航局(NASA)工作,那就另当别论了。但不管怎么说,取近似值这种做法不仅可以为我们节约几秒钟的时间,它还是一个非常有价值的工具,可以帮助我们更好地理解数字。
当你需要拿主意的时候,取近似值的做法就像一个过滤器,能够帮你过滤掉那些比较糟糕的想法。假如你是一位商人,要决定是否生产某种商品;假如你是一位议员,要决定是否投票赞同在墨西哥边界修筑防御工事;假如你是一位物理学家,要决定是否探测希格斯玻色子。总之,无论你是谁,当你需要开展可行性测试的时候,取近似值都应是你的首选。
比如说你是一位政府官员,正在负责一项导弹防御计划。你需要把纳税人的数十亿美金全都投进去,但结果却可能是你根本就没有机会去阻止一场核攻击,那么,对于这样的计划,你真的会立即将其付诸实施吗?一开始,你是不是应该大致地估算一下该计划成功的概率呢?当你提出一项切实可行的计划的时候,是不是也该考虑一下能否再节约一些时间和成本呢?如果你估计这个计划有90%的成功概率,那么,你肯定会将其付诸实施。即便你认为它只有10%的成功概率,你也可能会铤而走险。但是,如果你估计出的结论是该计划成功的可能性甚至比买彩票中奖的概率还要小,那么,你再执着于此事就只能说你是愚蠢透顶了。对于日常生活中所要面临的一些重要决定来说,进行此类的预估是必不可少的,即便我们不具备非常专业的水准,却依然可以进行这样的估算。无论是复杂的导弹防御还是简单的过马路,我们都是片刻不停地在估算,从本质上来说较好的数学基础也只不过是改善了我们估算的精准度而已。
我们养成的取近似值的习惯除了对我们的想法进行过滤,还可以提高我们的数值计算能力,尤其是可以提高我们对极大数字(或极小数字)的理解能力。你可能体会不到10亿和1万亿之间有什么差别,但是经常使用这样的数字却能够帮助你尽快地建立起你对它们的理解,帮助你快速地形成“数值地标”,这种感觉可以引导你去理解一些概念上的东西。举例来说,在我写作本书的时候,10亿这个数字就是世界人口的1/17,而1万亿就是美国国债的1/10。通过简单的数学运算和一点点训练,你就能够对不论大小的任何事物进行估计,而且还会在理解大数字的过程中越发得心应手。
如何取近似值:费米法
取近似值的方法和技巧有很多,但其中最高效的则是费米法。费米法的高效性在于该方法使用起来既简单又便捷,而且对于背景信息的要求还很低。费米法并没有给出明确的操作程序,其通用的步骤就是先进行看似合理的基本假设,然后再利用这些假设推算出你想要的结果。
比如说,我想知道一棵树上有多少片树叶。简便起见,我假设每根树枝上大概有30片树叶,每棵树有10根树枝,那么,每棵树就有30片/根*10根/棵=300片/棵。这个例子足够简单,但它却为复杂的例子提供了最基本的指导思路。
……
这本书简直是思维方式的“破壁机”!我一直觉得自己的思考方式有点固化,总是在既定的框架里打转,但读完这本书,就像突然被打开了一扇新世界的大门。它不是那种枯燥的理论说教,而是真正将理工科那种严谨、量化、层层递进的逻辑,巧妙地融入到我们日常生活的方方面面。比如,作者在分析一个社会现象时,会像拆解电路一样,把各个影响因素拆分开来,然后用“输入-处理-输出”的模型去观察。这种方式让我瞬间抓住了问题的核心,不再被表面的喧嚣所迷惑。特别是关于“概率思维”的那一部分,我以前总是凭感觉做决定,现在学会了用更科学的眼光去看待不确定性,很多时候,结果的好坏并非完全取决于运气,而是你对风险的认知和管理程度。这本书的行文风格非常活泼,夹杂着一些让人会心一笑的案例,读起来一点都不累,反而有一种和高手过招的快感。它真正教会我的,不是如何去“计算”世界,而是如何用一种更清晰、更少偏见的方式去“理解”世界运行的底层逻辑。
评分说实话,我一开始对书名里那个“理工科思维”有点敬而远之,担心内容会过于晦涩难懂,充满了复杂的公式和图表。但出乎意料的是,这本书的语言极其接地气,它成功地架起了一座沟通的桥梁,让那些原本只属于工程师和科学家的思维工具,变得触手可及。最让我印象深刻的是它对“系统性思考”的阐述。以前我解决问题总喜欢“头痛医头,脚痛医脚”,但作者通过几个生动的比喻,比如“蝴蝶效应”在商业决策中的体现,让我明白了任何一个孤立的行动都会在系统中引发连锁反应。书中提供了一套非常实用的“逆向工程”方法论,教你如何从期望的结果出发,反推实现路径中的关键节点和约束条件。这对于我正在进行的一个项目规划非常有帮助,它强迫我必须把所有假设都摆到桌面上进行检验,而不是凭着一厢情愿的乐观去推进。这本书的价值在于,它不是教你知识,而是重塑你的认知架构,让你的思考更具穿透力。
评分我是一个文科出身的读者,坦白讲,我对“理性”和“量化”总是抱有一种本能的距离感,总觉得那不是我擅长的领域。然而,这本书完全颠覆了我的刻板印象。它的精妙之处在于,它把那些原本冰冷的技术概念,包裹在了非常有人情味和洞察力的叙事外衣之下。作者的叙事节奏把握得极好,每一个章节的过渡都像是精心设计的剧本转场,毫不拖沓。我尤其喜欢它探讨“信息熵减”的部分,书中用一个非常有趣的日常场景来解释信息过载如何导致决策瘫痪,这比任何学术定义都要来得深刻。看完之后,我开始有意识地筛选我接收的信息源,不再盲目地追求“多”,而是追求“精”。这本书不是让你变成一个冷酷的计算机器,而是让你利用理工科的严谨性,来保护你感性的直觉不被外界的噪音所淹没。它提供了一种强大的“心智防火墙”,让人在信息洪流中保持清醒和专注。
评分这本书的阅读体验非常像是在进行一场高强度的智力锻炼,读完之后感觉自己的大脑被重新“编译”了一遍。我一直以为“逻辑”就是线性的,但作者通过对“非线性思维”的探讨,展示了世界运作的复杂性和多维性。书中关于“模型简化”的论述尤为精辟,它指出我们对世界的认知本质上就是一种模型,而所有模型都有局限性,关键在于我们是否清楚自己使用的模型是什么,以及在什么情况下它会失效。这让我对过去那些“万能的”理论产生了审慎的怀疑。作者的文风带着一种知识分子的幽默感,既有严密的论证结构,又不失阅读的趣味性。我注意到,这本书的论据引用非常扎实,绝非空穴来风的臆断,这极大地增强了内容的可信度。对于任何渴望提升解决问题能力,而不是仅仅满足于了解新知识的人来说,这本书绝对是案头必备的“思维工具箱”。
评分我曾经读过很多关于如何高效工作和提升认知的书籍,但大多停留在“是什么”的层面,很少有能深入到“为什么是这样”的底层逻辑。这本书的深度在于,它挖掘了思维背后的“驱动力”。它不只是告诉你“要批判性思考”,而是告诉你批判性思考的“结构化步骤”,就像一个外科医生教你如何精确地切开组织。书中关于“边界条件设定”的讲解,对我理解商业竞争和个人生涯规划产生了颠覆性的影响。它教会我,在定义问题之前,首先要明确“游戏规则”和“资源限制”。这种对基础框架的重视,使得书中所有的推论都建立在坚实可靠的基石之上。阅读过程中,我经常需要停下来,在脑海里画出作者描述的流程图,确保自己完全跟上了他的推导链条。这本书的文字密度很高,但由于组织结构清晰,读起来反倒效率奇高,真正做到了知识的“高浓度”输出,非常推荐给所有不满足于表面答案的深度思考者。
评分不错的书,值得买来一读~
评分很好!!!!没毛病!!!
评分非变好的书籍
评分经典书籍,内容详实,浅显易懂,案头必备。
评分不错的书,值得买来一读~
评分感觉很不错的呀几个字
评分帮别人买的,很好
评分满意
评分字迹清晰
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