教育 娱乐 财经 科技 体育 文化 旅游 汽车 时事 军事 国际 社会 健康养生 综合

宇宙神秘数字"42"终于被解决了

2019-10-28 08:03:39 来源:商镇新闻网 责任编辑:匿名

人类第一次把42写成3个整数的立方和!不久前,这在数学上成了一个大新闻,因为这意味着100以内的最后一个自然数终于被解决了!

自20世纪50年代以来,数学家们一直试图证明一个猜想,是否所有的自然数都可以写成三个整数的三次和的形式?例如,36=13 23 33。他们很快发现像9n 4这样的自然数不能满足这个方程。其他数字呢?

找到这个解决办法并不容易。经过几个代数学家的不懈努力,只有33和42个数在100以内没有被发现满足方程(9n 4型自然数除外)。直到今年3月,美国布里斯托尔大学数学教授安德鲁·布克(andrew booker)用超级计算机计算了三周,最终找到了一个满足33的解决方案。此后,他立即与麻省理工学院数学系首席研究科学家安德鲁·萨瑟兰(andrew sutherland)联手,投入到解决42个问题的战斗中。

9月6日,在全世界近50万志愿者家中的后台电脑上连续计算了几个月之后,42个问题终于解决了!这意味着找到了100以内自然数的三次和的所有整数解(除了9n 4型数)。

媒体争相报道这一消息,菲尔兹奖获得者高尔斯也转发了结果。如果这只是对一个数学结论的确认,它可能不会得到这样的关注。然而,数字42对人类有太多特殊的意义。两位数学家用“生命、宇宙和一切”的标题来公布结果。

经典科幻作品《银河系漫游指南》提到生命、宇宙和一切的答案是42。这给42立方增添了一丝神秘和无法解决的神秘。

然而,这只是众多含义中的一个,42为什么它如此神奇?会有多少种解释?让我们来看看。

为什么是42?

42是英国作家道格拉斯·亚当斯著名的《搭车人银河系指南》中的终极答案“典故”,这是著名的《搭车人银河系指南》。别慌,这是国内版权更忠于原作的翻译方法。

印在封面或封底上的“不要惊慌”后来成为一种常规设计(资料来源:uncubemagazine)

故事的背景是,为了给超空间快速通道让路,地球被高等文明强行拆除。地球人亚瑟·登特,在他的外星朋友福特祖父的帮助下,搭上一辆车逃跑了,两人开始了横跨银河系的冒险。

在旅途中,他们发现了一个惊人的秘密——地球只是一个实验。为了找到生命、宇宙和一切的终极答案,一群超智能老鼠建造了一台名为“深度思考”的超级计算机。计算花费了750万年,最终答案是“42”。小说接着告诉我们,“深度思考”只知道答案,需要一台更强大的计算机来解释这个答案的原因——这台更强大的计算机就是“地球”。然而,在计算答案前五分钟,地球消失了...如果读这个让你脸红,先用毛巾擦汗。

《银河系漫游指南》最初于1978年由英国广播公司作为广播剧播出。它后来被改编成一部小说,成为五本书的三部曲。由于作者英年早逝,它仍未完成。然而,它早已成为科幻小说的经典,没有人不欣赏作者神奇的大脑。这部充满英语幽默的作品也被改编成电影、电视剧、游戏、漫画等。已经成为流行文化的一部分。2018年,一辆搭载“毛巾”并在屏幕上显示“不要惊慌”的特斯拉跑车被一枚猎鹰重型火箭送上了天堂,仿佛它正在前往最终答案。

2005年“银河系漫游指南”电影海报(来源:互联网)

如果“不要惊慌”是英语世界的特权,那么“生命、宇宙和一切的终极答案”应该是全世界人民,甚至宇宙中所有生物的共同财富。为了强行解释42的意思,爱管闲事的人已经表明他们可以找到许多牵强的意思。毕竟,古希腊数学家毕达哥拉斯有“万物皆有编号”的想法。但是还有一个最终的问题需要回答——为什么是42?

道格拉斯·亚当斯(互联网图片)

也许作者只是想讽刺那些想找到最终答案的人,并给出了一个荒谬的答案。亚当斯在接受采访时说,“答案很简单,这是个笑话。这一定是一个普通的短号码。我坐在桌旁,凝视着花园,然后想到42,然后倒下,就这样。”

就这样吗?这肯定不会让你满意,所以让我们看看下面的意思是否足够。

42的普通和特殊

与其他数字相比,42确实没什么特别的。因为任何数字都可以列出很多属性。对于普通人来说,也许只有42被称为整数/自然数/偶数。如果你能记住小学数学中引入的概念,你就能记住42是一个复合数(一个除了1和它本身之外可以被其他数整除的数)。再往前一点,它是Plonik数(可以写成两个连续非负整数的乘积,即6×7)和楔形数(三个不同素数的乘积,即2×3×7)。这种现象的本质已经为人所知2000多年了。

数学42并不特别(来源:地理藏宝)

在处理整数的加法、减法、乘法和除法时,数学家们发现了许多有趣或复杂或简单的定律,数论科学诞生了。数论最初研究整数的性质,42作为整数相对来说并不特殊。十进制中的第五个加泰罗尼亚数、第六个崇拜数、第八个自我数、第十九个奢侈数和第二十个哈斯哈德数、4×4交替矩阵数和最大满足公式

(n,p,q,r都是整数)等等。为了不使叙述偏离42度太远,想详细了解这些概念的朋友可以自己咨询和学习。

当然,在数学中,42也有一些有趣的事实。例如,在一个3×3的立方体中,每个立方体用1到27填充,因此通过中心的每一行、每一列和每一行的总数是42。

在普通足球杯比赛中,四个队组成一个小组进行一场循环赛,分赢(3分)、平(1分)和输(0分),总共40分组合,其中6、4、4、3和7、4、4和1各有2种形式,所以总共有42分结果!这42个结果包含“理论上合格的可能性”——你所支持的团队没有多少时间了。你是否有资格是目前的最终答案。

33和42相继解决

最近,两位数学家安德鲁成功地证明了42的新含义。它能写成三个整数的三次和吗?数学表达式是当k=42时,是否存在满足k=x3 y3 z3的整数k,x,y,z。

自20世纪50年代以来,数学家们研究了这种方程,并想知道是否所有的自然数都可以写成三个整数的三次和的形式。然而,人们很快发现整数的立方不是9的倍数就是9的倍数之外的1。因此,当三个整数的立方相加时,它们与9的倍数最多相差3,而与9的倍数相差4的数字(即形状为9n 4的数字)不能写成三个整数的立方和,例如4、5、13和14。在100个以内,被证明不满意的总数是22个。

除了100以内的自然数中的22个数字之外,只有33和42是9的3倍,但是还没有找到可验证的解决方案。对数学家来说,找到方程的解就像刮彩票,只是不断尝试。例如,从1016年到1016年,在数字海洋中寻找33种解决方案的“奖金池”是巨大的。

今年3月,布里斯托尔大学的安德鲁·布克设计了一种新的算法。经过三周的超级计算机计算,他终于找到了一个满足33。

当这个发现被宣布时,它立即引起了全世界数学家的注意。安德鲁·布克立即致力于寻找42的解决方案。结果表明,求42的解仍需将数值范围提高一个数量级。

为了让超级计算机工作得更快,他找到了麻省理工学院数学系首席科学家安德鲁·萨瑟兰。这位并行计算专家不能拒绝合作——他也是亚当斯的粉丝。

安德鲁·布克(左)是布里斯托尔大学的数学教授,安德鲁·萨瑟兰(右)是麻省理工学院数学系的首席研究科学家。

两人更新了算法,并让它在家用电脑上运行。数十万台计算机的组合将比超级计算机更强大。最后,通过一个慈善平台,他们让这个计算程序在全世界近50万志愿者家中的电脑背景下运行。他们花了几个月才找到“最终答案”:

42 =(-80538738812075974)3 804357581458175153 126021232973565

就连萨瑟兰自己也说,“我喜欢这种方式的另一个原因是我们使用了行星级超级计算机来解决答案是42的问题。”

当然,积分三次和的问题远未解决,仍然有9个数字分别在1,000、114、165、390、579、627、633、732、921和975内。

42在科学中,吸引“钼”

不难在自然科学中找到与42相关的一点。例如,形成彩虹的最佳角度是42度(四舍五入后)。白光在小水滴中经过两次折射和一次反射后进入人眼,当第二次折射光与太阳光形成40-42度时,可以看到最明显的色散现象。这也可以解释为什么彩虹是弯曲的,确切地说是因为所有的光线形成一个圆锥体,底部的弧是彩虹。不信吗?你可以在自己身上画一道彩虹。

形成彩虹的最佳角度是42度(图片来自网络)

当然,关于42最直接的想法可能是元素42。元素周期表中原子序数为42的元素是钼,一种金属元素。虽然“钼”不够吸引人,但它确实非常重要,并且与我们的生产和生活密切相关,它的存在也许能够回答一些关于生命的终极问题。

钼晶体碎片和高纯钼单晶的比较(来源:维基)

钼相对较少,它在地壳中的含量约为百万分之一,并且以化合物的形式存在。1778年,瑞典化学家卡尔·威廉·舍勒断定这是一种新物质。1781年,另一位瑞典化学家Hielm (p. j. hjelm)成功分离出钼。虽然它有许多优点,如高强度、耐腐蚀、耐高温等。,但由于它容易氧化,当时的冶炼和加工水平不高,人们不知道如何在下个世纪更好地利用它。

直到19世纪末,含钼钢板才被生产出来。在第一次世界大战中,钼合金被广泛用于武器装备。战争结束后,钼需求的减少刺激了民用工业领域的发展和研究。钼存在于飞机零件、电接触材料、发动机、各种工业高强度合金、炼油催化剂和核医学中。其氧化物也被用作固体润滑剂和抗磨剂。

回到我们的主题“生命、宇宙和万物的最终答案”,钼不仅作为一种战略资源存在,而且科学家们也发现了它更重要的作用——钼是生命的基本元素之一。钼存在于数十种酶中,在生物固氮中起着重要作用,直接影响植物的发育。它也是人体必需的微量元素之一,有助于催化亚硫酸盐、处理毒素和合成人体必需的含硫氨基酸。

最有趣的是,科学家推测地球早期海洋中的钼在氧气的生成中起着重要作用,从而影响了生物进化。这难道不是最终的答案吗?

尽管这只是个玩笑,科学家们仍然喜欢42岁。2017年,两位物理学家撰写并发表了一篇题为《生命、宇宙和一切——42个基本问题》的论文,列出了科学家目前面临的42个主要基本问题,包括暗物质、暗能量、量子信息、多元宇宙、额外维度,甚至还有几个哲学问题,比如生命是什么?第42个终极问题是,什么是意识?最基本的可能性是终极的。今天,随着科学的迅速发展,我们对基本问题仍然知之甚少。

42在文化意义上,牵强附会

从数学和科学中寻找42似乎太严肃了。最初42岁也是个笑话。它被引用更多是为了好玩或者是为了纪念这项伟大的工作。所以,让我们放松一下,看看42有什么神奇的解释可以与最终答案联系起来!

事实上,已经有人这样做了。业余爱好者彼得吉尔花了10年时间寻找证据来解释为什么答案是42。2011年,亚当斯逝世10周年之际,他出版了《42:道格拉斯·亚当斯对生命、宇宙和一切的惊人精确答案》(42:道格拉斯·亚当斯对生命、宇宙和一切终极答案的精确解决方案),其牵强附会的能力实在令人钦佩。

在任何一本书里,维多利亚女王的丈夫阿尔伯特在42岁时去世,有42个孙子和曾孙。在《哈利·波特与魔法石》第42页,哈利发现自己是个巫师。泰坦尼克号以每小时42公里的速度撞上冰山。美国历史上最年轻的总统西奥多·罗斯福当选时42岁。巨无霸的含盐量已经达到推荐日摄入量的42%。欧洲核子研究中心给他们的新建筑命名为42;唯一一个从美国职业棒球大联盟退役的42号球员是为了纪念该联盟的第一位黑人球员杰基·罗宾森...

强迫连接工作(资料来源:bol.com)

在流行文化中,有更多这样的赞美,如著名的英国乐队42级和酷玩乐队的作品42。各种电视剧和电影中都有隐藏的参考资料。例如,苔藓需要0.42秒来计算《漫游地球》中的答案。巴斯光年在《玩具总动员》中将他的宇宙飞船命名为42号...

英国著名乐队42级(资料来源:bol.com)

事实上,还有许多更广为人知和可靠的答案。最著名的是终极问题本身“生命、宇宙和一切的答案”共有42个字符。ascii码中的42表示“*”,而“*”是计算机语言中的通配符,可以代表所有字符串...

如果你对42的答案不满意,你可以在谷歌上输入终极问题“生命、宇宙和一切的答案”或者问Siri——他们也会告诉你答案是42!

作者:刘馨蔚

编辑:沈旭沙

w88优德

上一篇:“抢红包”行情一触即发!李大霄:两大利好对稳定股市有重要作用
下一篇:天涯哨兵:我们用最优异的成绩向祖国母亲报喜

文章版权归本站所有,禁止转载!