指數

我們有辦法更直觀的感受到指數的增長嗎?

如果把紅綠燈的倒數改成指數遞減,綠燈的最後五秒大概像這樣:7775, 1295, 215, 35, 5, 0 (紅燈),你會在幾秒前發現紅燈快到了?

想像一下你有張紙,上方有個指數函數,但只顯示了 x=5 以前的曲線。於是你拿起筆,憑著直覺把曲線延伸到 x=10 的位置。然後你發現,旁邊還有另一張圖,描述著同個函數,但 y 軸被改成對數的刻度,也就是一條筆直的線段。你一樣藉著目測,把線段延伸到 x=10。為了比較兩張圖的數值,你做了些計算,看看自己憑直覺的誤差有多少,然後你可能會感到意外,原來指數增長比想像中的劇烈。

想像一下,你有台 Powers of Ten 腳踏車,它能將空間取對數,往前騎能夠到銀河系翱翔,往後騎能看到細胞尺度的風景。在晃了幾趟後,你拿起了手邊的對數地圖,標記著剛剛看到的地標和景色。

如果把世界的重要里程碑 Canonical Milestones,在時間上取對數,並濃縮成三天體驗,會是什麼感覺?第一天早晨,才剛看到銀河系的形成,下午就寒武紀大爆發,接著是夜晚的大滅絕,以及凌晨的猩猩崛起。第二天早上,你學著使用石器,保護火堆,並在睡前自創一些文字和壁畫。第三天,你開始種田、做輪子和發明數學,接著是文藝復興和工業革命。很快就到了夜晚,你逐漸回到了現代,近代物理和計算機的蓬勃發展。你躺在了床上,回顧著這幾天發生的事,想著明天早上要做些什麼?