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如何計算數字33:千年數學難題破解,英國數學家計算了99千萬億次

由 記者倪好 發表于 攝影2023-01-27
簡介丟番圖自20世紀50年代以來,數學家一直試圖為k找到儘可能多的有效值,但他們卻發現了一些數字一直沒有解

數字探究的數學家是誰

如何計算數字33:千年數學難題破解,英國數學家計算了99千萬億次

英國數學家最近破解了一個數學難題,這個難題將人類和計算機一起困擾了64年:如何將數字33表示為三個數字的總和?

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雖然它看起來似乎很簡單,但這個問題是一個持久的數論理論難題的一部分,至少可以追溯到1955年,而且早在公元三世紀就被希臘思想家注意到。要解決的基本方程如下所示:

x ^ 3 + y ^ 3 + z ^ 3 = k

這是丟番圖方程的一個例子,該方程以古代數學家亞歷山大的丟番圖(Diophantus)命名,他在大約1800年前提出了一系列具有多個未知變數的方程。這個方程是這樣的:選擇1和無窮大之間的任何一個整數k。然後給x、y和z賦值,當這三個數的立方和求和時,它們等於k。例如,如果你選擇數字8作為k值,則等式的一個解是:2 ^ 3 + 1 ^ 3 +( - 1)^ 3 = 8。

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丟番圖

自20世紀50年代以來,數學家一直試圖為k找到儘可能多的有效值,但他們卻發現了一些數字一直沒有解。比如當K小於100時,數學家發現:33和42,始終沒有解。

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布里斯托大學

英國布里斯托大學的數學教授安德魯·布克(Andrew Booker)最近將其中一個頑固的數字33從“不可能”名單中刪除了。

布克設計了一種新的計算機演算法,讓電腦來尋找x ^ 3 + y ^ 3 + z ^ 3 = k的解,超級計算機使用了高達10^16次冪的值(每個數字高達99千萬億)來尋找答案。

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布克沒想到33是第一個被破解的答案,經過超級計算機連續幾周的計算,答案出現了:(8866128975287528)^ 3 +(- 8778405442862239)^ 3 +(- 2736111468807040)^ 3 = 33。

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“當我發現答案的時候,我真的跳了起來。”布克對採訪的記者描述破解難題時的心情。

現在,丟番圖方程中K值低於100的頑固數字只剩下42了。由於布克的工作,數學家現在知道要解決42,必須將計算數量擴大到99千萬億以外的數字上。

如果想破解42的秘密,超級計算機可能要算上很久一段時間。科幻作家道格拉斯·亞當斯的《銀河系漫遊指南》的粉絲們對這種情況應該很熟悉,這本小說聲稱42實際上是生命、宇宙和一切終極問題的答案。

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在亞當斯的書中,超級計算機花了750萬年算出了這個結果,也許丟番圖在1800年前就知道了。看來人腦還是比計算機更聰明一些。

你對

丟番圖方程中的33和42

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