大新聞!42 也被人類寫成了三個整數的立方和

2021-03-01 SegmentFault

數論領域下有一大分支叫丟番圖方程:有一個或者幾個變量的整係數方程,它們的求解僅僅在整數範圍內進行。

丟番圖(Diophantine)是一位古希臘的大數學家,為第一位懂得使用符號代表數來研究問題的人。其中丟番圖最著名的事跡可能就是他的墓志銘——曾經連續多年出現在各地中小學生的寒假作業擴展訓練上:

墳中安葬著丟番圖,多麼令人驚訝,它忠實地記錄了所經歷的道路。

上帝給予的童年佔六分之一,又過十二分之一,兩頰長胡,再過七分之一,點燃起結婚的蠟燭。

五年之後天賜貴子,可憐遲到的寧馨兒,享年僅及其父之半,便進入冰冷的墓。

悲傷只有用數論的研究去彌補,又過四年,他也走完了人生的旅途。 

丟番圖方程的問題至少可以追溯到 1825 年,數學家想知道,如果給定整數 K,是否存在整數 X、Y、Z,滿足:

X^3 + Y^3 + Z^3 = K。

在今年之前,100 以內還沒有寫成 3 個整數立方和的數只有 33 和 42 了。當然,嚴謹的說9n±4的這些自然數除外,因為它們不可能寫成這樣的等式。

為此,數學家和愛好者們一直在為這兩個數字努力著。看到這兒,是不是不知道數學家們的目的是啥?

Alex Kontorovich 在 Twitter 上解釋了這一進展的重要性。

哪些自然數可以表示成三個整數的立方和,這一問題是現代分析數論的禍根;它令人如此尷尬,以至於我們無法理解數字與數字之間到底有什麼本質區別。經過長時間的努力,對於100以內的數字,我們統統找到了解——除了33和42。

但感謝 Andrew R. Booker,33 被搞定了:


33=(8866128975287528)^3 +(- 8778405442862239)^3 +(- 2736111468807040)^3

今年年初,Andrew 發表了一篇題為 《Cracking the problem with 33》的論文,解釋了他是如何在K=33時,尋找到了方程的解。即使動用了複雜的數學工具來縮小可能解的範圍,計算機搜索仍然需要一段時間:「用了15個核·年的計算時間,實際費時3周。」

年初的時候 33 解決了,現在 42 也被解決了,100 以內沒有對手了,你說這新聞大不大?

前幾天,有人在了麻省理工學院數學系的網頁上貼上了一個等式,網頁同樣很簡單,但沒給出結果:

(-80538738812075974)^3 + 80435758145817515^3 + 12602123297335631^3

不過顯而易見:


流弊!

在推特上,菲爾茲獎得主高爾斯也轉發了這個結果。

於是下面這句話成為定理:

除了9n±4型自然數外,所有 100 以內的自然數都能寫成三個整數的立方和。

這意味著,最小的沒被寫成三個整數立方和的自然數為 114。

此刻又要有人要問,這個結果有什麼用?

數學家們負責發現數學規律,有沒有用之類的問題不是數學家必須回答的 —— 但是搞這個本身很好玩不是嗎?

相關焦點

  • 剛剛,42也被人類寫成了三個整數的立方和!
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  • 42,人類破解宇宙生命終極答案,竟是3個整數的立方和!
    來源:新智元42,可以寫成3個整數的立方和!這是數學界的一大突破,由MIT和布裡斯託大學的數學家共同發現,他們以「生命、宇宙以及一切」的網頁標題,公布了這一成果。人類第一次將42寫成了3個整數的立方和!
  • 這回是人類發現了把3寫成3個整數立方和的第3種寫法!
    他們在瘋狂的把一堆整數拆成3個整數的立方和。我們知道,9n±4型的整數是不可能寫成3個整數立方和的。但是除了這些整數,其他的整數是否能寫成三個整數的立方和還沒有研究出一個理論上的統一結果。於是人們就開始一個一個的試,看看能不能找到什麼規律。今年,這樣的問題突然在社交圈熱鬧了起來。
  • 宇宙的答案42,告訴你「42」這個數字有多神奇
    三個整數立方和的問題關於42這個數字的遊戲有很多,但多年來一直認為這些組合遊戲都是很簡單的。然而最近,一個新的問題似乎不是那麼容易,這就是「三個整數立方的和」的問題。似乎「42」比100以下的其它所有數字都更麻煩。
  • 告訴你「42」這個數字有多神奇
    三個整數立方和的問題關於42這個數字的遊戲有很多,但多年來一直認為這些組合遊戲都是很簡單的。然而最近,一個新的問題似乎不是那麼容易,這就是「三個整數立方的和」的問題。似乎「42」比100以下的其它所有數字都更麻煩。這個問題陳述如下:什麼整數 n 可以寫成三個整數的立方的和?
  • 宇宙神秘數字 42 謎題終被 BOINC 解開!
    1992年,牛津大學數學家 Roger Heath-Brown 提出了一個猜想:所有自然數都可以被寫成三個整數的立方之和。
  • 3,4,5的大表哥歐拉猜想:n個整數的n次方之和是另一個整數的n次方...
    但一個數學家在對付費馬大定理其中一個等式時會怎麼去嘗試呢?畢達哥拉斯定理早已被大眾熟知當你知道了勾股定理,就會很自然地去問類似的等式是否成立,比如說這個第一個式子有無窮多組正整數解,最後一個也有一組漂亮的解,下圖所示,是不是很漂亮數學巨匠歐拉,認為還能繼續推廣,歐拉已經知道有些數的立方,能寫成3個立方數的和,比如漂亮的3,4,5,6,它們是勾股數
  • 42是宇宙終極答案嗎?美專家用65年計算,得出三個17位數字
    在數學中,作為數字的42隻是一個稀鬆平常的自然數,它排在41的後面,43的前面,是一個整數,偶數,合數,它是7的6倍,是6的7倍,是14的3倍,是21的2倍。,用65年時間計算42,並成功破解了42。我們來了解一下,這位科學家希望能在阿拉伯數字中找出三位整數,它們的立方和等於42,假設這三位整數分別為a,b,c,那麼數學方程式為42=a^3+b^3+c^3,儘管看起來只是一個初中難題,計算機隨便算算就能得到結果,但是這位科學家斷斷續續計算了65年,直到2019年,計算機才算出了最終結果,得出了三個17位整數,12602123297335631,80435758145817515,-80538738812075974
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    在數學中,作為數字的42隻是一個稀鬆平常的自然數,它排在41的後面,43的前面,是一個整數,偶數,合數,它是7的6倍,是6的7倍,是14的3倍,是21的2倍。 所以,對於當前人類來說,42實際並沒有多大意義,只是一個阿拉伯數字,恐怕就連《銀河系漫遊指南》作者道格拉斯
  • 數學家不再為難,立方和為3新解法出爐,單臺計算機器需計算456年
    僅僅在解決了有關宇宙終極數字42的謎題數周后,英國布里斯托大學的安德魯·布克和麻省理工學院的安德魯·薩瑟蘭兩位教授就再次有了大發現,這個問題有關丟番圖方程x^3 + y^3 + z^3 = k,該方程式詢問是否可以將任何整數表示為3個整數的立方和,現在K值等於3,之前數學已經找到了兩個答案,它們分別是,1^3 + 1^3 + 1^3
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    眾所周知,42是科幻名著《銀河系漫遊指南》(Hitchhikers『 Guide to the Galaxy)中關於生命、宇宙和一切問題的答案。該書作者、已故作家道格拉斯·亞當斯(Douglas Adams)一直堅稱,他在系列小說中隨機選擇了42這個數字。然而,幾十年來,42一直是困擾數學家的一個難題。現在,數學家終於為這個難題給出了解答。
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    我們都知道e的無窮級數形式,它首先是由歐拉發現的,並記載的數學名著《無窮分析引論》中當x=1時,得到如下公式如果e是兩個整數之比,或者說e可以寫成兩個整數之比,下圖所示根據你學過的等比數列,和級數收斂性,有上式得到所以這個samll大於0小於1所以經過多次變換得到,圖中INTEGER是整數的意思,SMALL可理解為很小的數所以得到整數=整數+小數,所以這是不可能的,所以e不能寫成兩個整數之比
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    因為 a 為整數,所以 a=2.於是 x=1250×(208-71×2)=82500.所以,小明家原來的電話號碼為 282500.26. 求證:對 i=1,2,3,均有無窮多個正整數 n,使得n,n+2,n+28中恰有 i 個可表示為三個正整數的立方和.
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    題目:從全體正整數中隨機選出兩個正整數,則下面哪種情況的可能性更大一些?A.這兩個正整數互質(沒有大於 1 的公約數)B.這兩個正整數不互質(有大於 1 的公約數)C.上述兩種情況的出現概率相同答案:這個問題的說法很不嚴謹。我們給出一個更加嚴謹的敘述方法。
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    —個正整數若能表示為兩個正整數的平方差,稱為「智慧數」,比如 16=5²-3²,16 就是一個「智慧數」,從 1 開始數起,第 2008 個「智慧數」是哪個數?解: 1 不是「智慧數」,大於 1 的奇正整數2k+1=(k+1)²-k²(k=1,2,3,…),都是「智慧數」.
  • 42:宇宙的終極答案?
    除了這些計算機科學家無聊的牽強附會,以及在歷史長河中找出來的某些巧合,到底42這個數字在數學上有什麼特別之處呢?數學上的獨一無二?42有不少有趣的數學性質。我們這裡舉出幾個:2的前三個奇數指數的和:2^1 + 2^3 + 2^5 = 42。
  • 數學家解決了42的丟番圖難題,順便回答了生命的意義
    在道格拉斯·亞當斯的科幻系列小說《銀河系漫遊指南》中,程式設計師向這臺銀河系最大的超級計算機提出了一個終極問題:生命、宇宙和一切的意義。經過750萬年的處理,計算機得出了一個答案:42。2019年,兩位數學家使用了一個由50萬臺計算機組成的全球網絡來解決一個百年前的數學難題,這個難題恰好包含了最關鍵的數字:42。
  • 歐拉猜想:n個整數的n次方之和等於另一個整數的n次方
    費馬大定理的具體的描述是:整數n >2時,關於x, y, z的方程 x^n + y^n = z^n 沒有正整數解。既然三角形的兩條直角邊的平方和等於斜邊的平方平方公式對應的是:3,4,5,立方公式對應的是:3,4,5,6,那麼4次方對應的是不是:3,4,5,6,7
  • 正整數的性質 C6
    26.設 n 為正整數,如果存在有 n 個連續的整數(包括正整數、0 及負整數)之和為質數,試求n的所有可能值.解: 我們先考慮 n 個連續整數均為正數的情況,顯然,n=1 是可以的:只要取任何一個質數即可.
  • 石家莊小升初數學模擬試題(三)
    (對的在括號裡打「√」,錯自的打「×」)   1、整數與小數,每相鄰兩個計數單位之間的進率都是「十」。( )   2、兩個不同自然數的和,總比這兩個數積小。( )   3、公曆年份能被4整除的就一定是閏年。( )   4、循環小數5是近似值。( )   5、一個數乘以真分數,積一定比這個數小。