鼠算(ねずみざん)

『塵劫記』の問題

正月(しょうがつ)に、鼠(ねずみ)の親子 14ひき あり。
父・母 2ひきと、子 12ひき。
2月、この14ひきが、それぞれ 12ひきずつの子を産む。
3月もまた、すべての鼠が同じように子を産む。
このようにして、12月(しわす)には、ねずみは何ひきになるか。

— 吉田光由『塵劫記』より(要約)

問題のしくみを見やすく整える

『塵劫記』の元の文は、「親子14ひき」を 7組のつがい(夫婦) と数えています。つがいが12ひきの子を産むと、子のうち6組がまた新たなつがいになり、翌月にはそれぞれが12ひきずつ産む——という仕組みです。

すこし整理すると、ネズミの数は 毎月7倍ずつふえていくと考えてよい問題になります(親も生き残り、子も次の月にはつがいを組んで産む)。

月ごとに増えるネズミの数を表にしてみる

ネズミの数 前月の何倍?
1月14
2月98×7
3月686×7
4月4,802×7
5月33,614×7
6月235,298×7
7月1,647,086×7
8月11,529,602×7
9月80,707,214×7
10月564,950,498×7
11月3,954,653,486×7
12月27,682,574,402×7

答え

12月のネズミの数は、なんと 276億8257万4402匹

これは、現在の世界の人口(約80億人)の3倍以上。1月の親子14匹が、わずか11か月でこんな数になってしまいます。

計算の仕組み

毎月7倍にふえるので、12月の数は

14 × 7 × 7 × 7 × 7 × 7 × 7 × 7 × 7 × 7 × 7 × 7

つまり「14 に 7 を 11回かけた」数になります。中学校以降の数学では、これを

14 × 7¹¹(じゅういちじょう)

と書きます。「指数(しすう)」と呼ばれる書き方で、同じ数をくり返しかけ合わせる回数を、小さく上に書くのです。

「ねずみ算式に増える」という日本語

『塵劫記』のこの問題が江戸時代の人々に強い印象を残したため、日本語には今でも 「ねずみ算式に増える」 という表現が残っています。意味は「ものすごい勢いで、倍々にふえていく」。

身の回りには、ねずみ算と同じ仕組みで増えるものがたくさんあります:

  • 細菌やウイルスの増え方(条件がそろえば20分で2倍)
  • SNSの情報の拡散(10人に伝わる → 100人 → 1,000人 …)
  • 銀行の複利の利息(毎年同じ利率を元本にかける)
  • 連鎖反応(核分裂、雪崩、トランプの「都合のいい嘘」)

歴史の窓 — 倍々の不思議は世界共通

「倍々にふえると、すぐに巨大な数になる」という驚きは、世界中の数学者を魅了してきました。同じころのインドには「チェス盤と米粒」という有名な物語があります。チェス盤の最初のマスに米1粒、次のマスに2粒、その次に4粒……と、マスごとに倍々にしていくと、64マス目には1,800京(けい)粒もの米が必要になる、というお話です。

江戸の『塵劫記』のねずみ算も、その同じ「倍々の驚き」を、日本人になじみ深いネズミの繁殖力で語ったものでした。