在公元前31世紀,在非洲尼羅河畔,一個在世界歷史上佔據舉足輕重的國度誕生了,這就是古埃及。作為世界四大文明古國之一的古埃及,擁有著悠久的歷史積澱和豐富多彩的文化,對後世的古希臘、古羅馬等文明的產生都產生了巨大的影響。法老是古埃及的國王,擁有著至高無上的權力,在當時人們的心目中被當作神的化身,因此而受到瘋狂的崇拜。
作為古埃及法老至高無上權利的一個表現,就是帝王的陵墓-金字塔,經歷了幾千的風雨洗禮,這些金字塔依然高然聳立,成為世界七大奇蹟之一。在埃及境內,目前共發現仍然存在的金字塔96座,其中最高的一座是胡夫金字塔,高146米、底邊長230米,建築這個金字塔所用的材料全是大塊的巨石,每塊平均重量2.5噸左右,最重的甚至能達到50噸,所用的巨石數量高達230萬塊。通過科學家們研究發現,這些巨石之間沒有絲毫的粘連物,純粹依靠石塊間的相互疊加和咬合而成。可以想像,在當時科技水平和建造能力都不高的情況下,建造起這樣的龐然大物,需要多少的人力、物力和聰明才智呀。
其實,金字塔不光是規模宏大、巍峨壯觀,它還有很多至今都讓人捉摸不透的神奇之處,舉幾個例子,比如:胡夫金字塔的高度乘以10^9相當於地球到太陽的距離;胡夫金字塔的2倍高度,與塔底面積的比值與圓周率驚人的相似;計算出來的塔身總重量乘以10^15相當於地球的重量;塔身的線條、角度誤差控制在幾乎為零的程度,偏差率僅為千分之零點七;胡夫金字塔的緯度如果精確到一定程度,可以發現和光速的數值相吻合,等等。當然,以上的神奇之處,有一些可能是巧合,但無疑給金字塔和古埃及帶來了更加神秘的色彩。
下面說的一個事,估計更會讓人百思不得其解。那就是考古學家們在進入胡夫金字塔的內部時,在牆壁上發現了一組數,即142857。表面上看,這個數非常平常無奇,但是通過一系列的操作,可以讓我們見識到它的「風採」。
首先,我們把142857分別乘以1,乘以2…,一直到乘以6,我們就會發現:
142857*1=142857,142857*2=285714,142857*3=428571,142857*4=571428,142857*5=714285,142857*6=857142。可以看出,當這個數分別與6及以下的正整數相乘時,乘積仍然為1、4、2、8、5、7這六個數的組合。
在這個數乘以7後,其結果變為999999,我們繼續計算下去,142857*8=1142856,如果我們將計算結果的後六位與前面的數值隔開,再把形成的兩個數相加,即1+142856= 142857,這個熟悉的數值又回來了。如此類推:
142857*9 = 1285713 1+285713= 285714
142857 *10= 1428570 1+428570= 428571
142857 *11= 1571427 1+571427= 571428
142857 *12= 1714284 1+714284=714285
142857 *13= 1857141 1+857141=857142
我們不難發現,後面的結果又都是1、4、2、8、5、7這六個數的組合。當我們乘以14的時候,發現142857*14= 1999998 1+999998= 999999,又看到了不一樣的結果。所以,按照這種規律持續下去,我們就會發現乘數每隔7,就會發生一種規律性的變化,即乘積不再變為六個數字的組合,而統一為數字9的重疊。
同樣,這個數字的神奇之處還體現在除法上,這裡就不再列舉具體的計算過程了,有興趣的朋友可以試一下,計算得出的商,在小數點之後總會出現142857的循環節。這個數科學家們將其命名為「走馬燈數」,因為不論計算結果是怎麼樣,這幾個數字都是按順序依次出現的。從數字的角度來看,之所以會產生這樣的神奇現象,原因在於142857是分數1/7在小數上的循環節,如果再深入一點,從數論的角度看,10是模7的一個原根而已,估計數學系的朋友對此不為然,然而對於我們來說肯定是懵懂狀態的。
其實對於走馬燈數,數學界有一個定理,我們可以稱為「走馬燈定理」,意識是說對於一個走馬燈數來說,必然存在著一個自然數m,對m取倒數的話,肯定會出現這個走馬燈數的循環節,對於這個自然數來說,要滿足三個充要條件,一是m為質數,二是m與10互質,三是10是模m的一個原根。按照這樣的定理,我們可以列舉其它一些走馬燈數,比如588235294117647、 52631578947368421等等。
那麼,為何金字塔內會有142857這樣的數字呢?根據科學家們的推測,這估計與建造時的工作輪值有關係,因為當這個數分別與連續的自然數相乘,每當遇到7的倍數時,就會出現這些數值「放假」的情況,從而在一定程度上說明當時建築金字塔時,應該使用的是以7天為一個周期的輪值制度。或許那個時期的工作周期規則,為以後普遍使用的以7天為一個星期的計時制度奠定了基礎也說不定呢。