登陆注册
29176600000009

第9章 数学之谜(9)

围绕着对回文数的研究,数学家们发现,有的回文数不老实,不是明明白白地站在数字的队伍里,而是隐藏在其他数里,经过特殊变换以后才显露真容。比如83,它不是回文数,将它与其倒数相加,83+38=121,就变成了回文数121。经过多次验算,数学家提出了一个猜想:任取一个自然数,把它倒过来与原数相加,然后把这个和数再与它的倒数相加,一直重复这个运算,最后总能得到一个回文数。数学家把这个猜想叫做“回数猜想”。

请看:

83:83+38=121,经过1步运算就能得到回文数121;

68:68+86=154,154+451=605,606+506=1111,1111是回文数,只需3步运算就能得到;

195:195+591=786,786+687=1473,1473+3741=5214,5214+4125=9339,要运算4步,得到的回文数是9339。

是不是所有数经过上述运算都能产生回文数?也就是说,回数猜想是对的还是错的?这个问题至今没有解决。

最初,人们是一个数一个数地去验算。当有人对196进行上述运算时,算了5万步,所处理的数已达到21000位,仍没有获得回文数。人们就猜测,也许196永远也变不成回文数。如果真的是这样,那么“回数猜想”就是错误的。然而,不管你算了多少步,这种运算总没到头,没到头就不能否定,要否定必须给出足够的理由。

后来,人们又发现,在10万个自然数中,有5996个数,不管运算多久,似乎也产生不出回文数,196就是其中最小的一个。但是,不管怎样运算,就是没有人能找出它们产生不了回文数的确凿证据来。所以只能用含糊的词“似乎”来表述。

此路不通。一些数学家就采取另外的方法来研究。他们对既是质数又是回文数的数进行了特别的研究,一方面想看看这些数有什么特性或规律,另一方面也想从中找出证明回数猜想的蛛丝马迹。

通过研究,数学家发现了一些有特殊性质的回文质数。比如19391,把它的5个数字写在一个圆周上,你从其中任一个数开始,不管是顺时针写还是逆时针写,写出来的5位数都是质数。这种回文质数很少。

数学家还发现回文质数除11外必须有奇数个数字。因为每个有偶数个数字的回文数,必然是11的倍数,所以它肯定不是质数。比如125521是一个有6位数字的回文数。判断能被11整除的方法是:一个数所有偶数位数字之和与所有奇数位数字之和的差是11的倍数,那么这个数就能被11整除。125521的奇数位数字是1、5、2,而偶数数字是2、5、1,而偶数位数字是2、2、1,它们和的差是:

(2+5+1)-(1+5+2)=0是11的倍数,所以125521可以被11整除,它不是质数。

有些回文数相乘之后,所得乘积还是回文数。例如212×141=29892。这样的例子还不少:

11×11=121,22×22=484.111×111=12 321,111×121=13431,111×131=14 541,121×212=25 652。

在回文数中平方数是非常多的,比如121=11(上标2),12 321=111(上标2),1 234 321=1 111(上标2)……一直到12 345 678 987 654 321=111 111111(上标2)。你随意找一些回文数就会发现,平方数所占的比例比较大。

立方数也有类似情况。比如1 311=11(上标3),1367 631=111(上标3)等等。

对回文质数的研究虽然取得了一些成绩,发现了一些特性,但是用它们也不能证明“回数猜想”。

“回数猜想”证明不出来,却没有挡住数学家想象的驰骋,他们又大胆地猜想:回文质数有无穷多个;回文质数对(中间的数字是连续的,而其他数字都相等,如30103和30203)也有无穷多对。但是也没有人能证明这些猜想是对的。扑朔迷离的回文质数又给数学家们出了一个难题。

普林斯顿322号

17世纪德国著名科学家开普勒说:“几何学有两个宝藏,一个是勾股定理,一个是黄金分割。”

勾股定理是人类发现的最早的几何定理之一。1955年希腊发行一张邮票,图案是由3个棋盘排列而成。这张邮票是为了纪念2000多年前古希腊数学家毕达哥拉斯发现勾股定理而发行的。邮票中,把下面的正方形分成了25个小正方形,上面两个正方形,一个分成16个小正方形,另一个分成9个小正方形,每个小正方形的面积都相等。

9+16=25,也就是说3(上标2)+4(上标2)=5(上标2),这是我们熟悉的“勾三股四弦五”。希腊人说勾股定理是毕达哥拉斯发现的,所以叫“毕达哥拉斯定理”。

其实,这个定理不单是毕达哥拉斯发现的,在我国的《周髀算经》一书中,就记载了二千多年前我国周代人测太阳高度时,使用了勾股定理的事实。勾股定理用语言叙述是:“在一个直角三角形中,两直角边的平方和等于斜边的平方。”或说成“勾方加股方等于弦方”。勾股定理的逆定理也是对的,即在一个三角形中,如果有两条边的平方和等于第三边的平方,那么第三边所对应的角必定是直角。这个逆定理也早就被古埃及人发现了,他们利用这个定理来做直角,建造了举世闻名的大金字塔。

古巴比伦与中国、希腊、埃及并称为四大文明古国,但是古巴比伦已经消亡。对古巴比伦人的了解,主要来源于刻在泥板上的楔形文字。他们用木笔将文字和数字刻在泥板上,由于笔画像楔子,所以叫楔形文字。从19世纪开始,考古学家在古巴比伦的遗址上发掘出50万块泥板,几乎世界上一些大的博物馆都有收藏。在这50万块泥板中大约有三百块是专门讲数学的。从这些泥板中我们了解到三千多年前的古巴比伦有很高的数学水平。

哥伦比亚大学普林斯顿收集馆的第322号收藏品,就是一块古巴比伦泥板。这块泥板写于公元前1900年至公元前1600年,距今三千多年了。这块泥板左边掉了一块,右边靠中间有一个很深的缺口,左上角也剥落了一片。通过查验发现,泥板左边破损处有现代胶水的结晶。这表明,这块泥板在挖掘时可能是完整的,后来破了,科学工作者曾试图用胶水把它们黏合在一起,可以后又分开了。碎片也许还在,如果能把碎片找到,一定会引起人们很大的兴趣。

普林斯顿322号上到底是些什么东西?

原来它上面有3列数字,用的是古巴比伦的记数方法。这些数是干什么用的?科学家们不得而知。他们想探出个究竟来。

为了研究方便,数学家把普林斯顿322号上的数全部翻译成阿拉伯数字(见表1)。

表1

┏━━━━━━━┳━━━━━━━━┳━━━━┓

┃ 119 ┃ 169 ┃ 1 ┃

┣━━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━┫

┃ 3 367 ┃ 4 825(11 521)┃ 2 ┃

┣━━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━┫

┃ 4 601 ┃ 6 649 ┃ 3 ┃

┣━━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━┫

┃ 12709 ┃ 18 541 ┃ 4 ┃

┣━━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━┫

┃ 65 ┃ 97 ┃ 5 ┃

┣━━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━┫

┃ 319 ┃ 481 ┃ 6 ┃

┣━━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━┫

┃ 2 291 ┃ 3 541 ┃ 7 ┃

┣━━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━┫

┃ 799 ┃ 1 249 ┃ 8 ┃

┣━━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━┫

┃ 481(541) ┃ 769 ┃ 9 ┃

┣━━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━┫

┃ 4 961 ┃ 8 161 ┃ 10 ┃

┣━━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━┫

┃ 45 ┃ 75 ┃ 11 ┃

┣━━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━┫

┃ 1 679 ┃ 2 929 ┃ 12 ┃

┣━━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━┫

┃ 161(25 921)┃ 289 ┃ 13 ┃

┣━━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━┫

┃ 1771 ┃ 3 229 ┃ 14 ┃

┣━━━━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━┫

┃ 56 ┃ 106(53) ┃ 15 ┃

┗━━━━━━━┻━━━━━━━━┻━━━━┛

再看这些数,很明显靠右边的那一列是用来表示行数的。而另外两列数,好像杂乱无章,没什么意义。古巴比伦人写这些数到底要说明什么?毫无边际地从杂乱的数中找规律太难了。

数学家不甘心,经过认真研究以后,惊喜地发现:两列中的对应数字,恰好都是边长为整数的直角三角形的斜边和一条直角边,只有4个例外。数学家对4个例外数进行了修正,表1中把原来不正确的数字写在括号里了。

这是解开普林斯顿322号之谜的巨大发现。

数学家再接再厉,又利用勾股定理,假定普林顿322号给出的是直角边b和斜边c,算出另一条直角边a来。并列了一个相应的表(见表2)。

表2

┏━━━━━━━━━━━━━━━┳━━━━┳━━━━┓

┃ a b c ┃ u ┃ v ┃

┣━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫

┃ 120 119 169 ┃ 12 ┃ 5 ┃

┣━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫

┃ 3 456 3 367 4 825 ┃ 64 ┃ 27 ┃

┣━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫

┃ 4 800 4 601 6 649 ┃ 75 ┃ 32 ┃

┣━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫

┃ 13 500 12 709 18 541 ┃ 125 ┃ 54 ┃

┣━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫

┃ 72 65 97 ┃ 9 ┃ 4 ┃

┣━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫

┃ 360 319 481 ┃ 20 ┃ 9 ┃

┣━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫

┃ 2 700 2 291 3 541 ┃ 54 ┃ 25 ┃

┣━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫

┃ 960 799 1 249 ┃ 32 ┃ 15 ┃

┣━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫

┃ 600 481 769 ┃ 25 ┃ 12 ┃

┣━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫

┃ 6 480 4961 8 161 ┃ 81 ┃ 40 ┃

┣━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫

┃ 60 45 75 ┃ 2 ┃ 1 ┃

┣━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫

┃ 2 400 16.79 2 929 ┃ 48 ┃ 25 ┃

┣━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫

┃ 240 161 289 ┃ 15 ┃ 8 ┃

┣━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫

┃ 2 700 1 771 3229 ┃ 50 ┃ 27 ┃

┣━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━╋━━━━┫

┃ 90 56 106 ┃ 9 ┃ 5 ┃

┗━━━━━━━━━━━━━━━┻━━━━┻━━━━┛

数学家进一步研究发现,表中所列的勾股数,除第十一行的60、45、75;第十五行的90、56、106外,都是素勾股数。

什么是素勾股数呢?

同类推荐
  • 声律启蒙(国学启蒙书系列)

    声律启蒙(国学启蒙书系列)

    本书为“国学启蒙书系列”其中一册,丛书编者韩震等人采用活泼插图的表现方式,让读者在阅读中积淀文化底蕴,培养良好道德品质,从而受益一生。声律就是诗词韵律,《国学启蒙书系列:声律启蒙》是一部关于诗韵的启蒙著作,是儿童学诗的入门读物,由清朝车万育编撰而成。
  • 影响中国学生的十万个为什么·辉煌科技2

    影响中国学生的十万个为什么·辉煌科技2

    本书根据小学生的认知特点,精选有代表性的,孩子们最感兴趣的问题,用通俗易懂、简练济的文字,配以生动有趣的插图解知答案。内容新颖丰富、分类科学合理。本书集知训性趣味性于一体,更适合少年儿童的阅读品味。
  • 一千零一夜(英文版)

    一千零一夜(英文版)

    《一千零一夜》收录的故事来源于古代中、近东各国及阿拉伯地区民间说唱艺人口头相传的民间故事,内容涉及印度、波斯、伊拉克及埃及为代表的古埃及文明、两河流域文明、古印度文明及古波斯文明。这部民间故事集包含近300个故事,比较著名的故事有《驼背的故事》、《阿拉丁和神灯》、《渔翁和魔鬼的故事》、《辛巴达的故事》和《阿里巴巴与四十大盗》等故事。全书故事发生的时间自远古直至成书,无论在空间,还是时间上,都表征着多种文化的碰撞和融合,体现了承前启后,贯通东西的阿拉伯-伊斯兰文化特征。故事里的人物既有神仙精灵、王公贵族、英雄美女,也有僧侣、工匠、渔夫、农民;贯穿于全书的主题,则是真善美与假恶丑的斗争。很多故事既描写了百姓的苦难,讴歌了穷苦大众的勤劳勇敢、智慧善良、不畏强暴、追求幸福、崇尚正义的美德,又揭露讽刺了统治阶级的荒淫残暴、穷奢极欲。
  • 血玫瑰(人体王国科学奇幻小说第5部)

    血玫瑰(人体王国科学奇幻小说第5部)

    乞丐般的大肠杆菌大畅却自称是“大肠埃希王国的金刀驸马、恩凯将军的结义弟兄、小草大师的入室弟子、行吟天下的情歌王子”。他从白细胞实验室及艾滋病病毒老巢无间地狱逃了出来,他要凭着一套棍歌棍舞、凭着对青青公主无比深沉的爱,要冲破一道道白细胞大军防线,率领无数细菌回归原乡……
  • 母亲的手艺

    母亲的手艺

    《母亲的手艺》所选作品,创作手法多采用线形叙事;在叙事的逻辑上,多采用反正常逻辑的写法,不仅使人耳目一新,而且拓展了作品的广度和厚度,给人更多的回味空间。作品以朴实、风趣、幽默的风格见长,乡土味十足,能以原生态的日常生活语言,让人物更接近生活、贴近读者。更难能可贵的是:因与现实生活中的热点相关联,从而使作品呈现出宽阔背景下的真实感。
热门推荐
  • 沈医生你家影后改当中医了

    沈医生你家影后改当中医了

    苏易笙做梦都没想到自己竟然就因为一句不经意的吐槽穿到一部脑残小说的无能女主身上,还一次性体验了魂穿和重生。关键是,小说女主角拿的是影后剧本,她可是享誉中外的“苏医生”,演戏什么的根本不会好不好?!不行!绝对不能活成自己曾经“唾弃”过的模样!不仅如此还多了个……小奶包,看在能萌出血的份上带着吧!影后改行之路就此开启!至于沈医生,从来不知道自己的小青梅如此……优秀?![不虐,不过新书更新不多,谨慎入坑!]
  • 落单的青春

    落单的青春

    青春是我小说的主题,爱则是青春不变的一个主题。我写青春那一定不可避免的要写到爱。每个年龄对爱都有一种诠释,而站在我的视角看,爱大多时候是莫名其妙的,没有原因的或者是很肤浅的,然而里是这种没有理由的,从肤浅处的来的东西比很多感情都保存得久远。卑微自有卑微存在的理由!二零一二年三月陈昶
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 我听说,这只是一个故事

    我听说,这只是一个故事

    简叙不明白,为什么会这样?人们为什么总是将对于自身的认知错误的推脱到世界的身上,抱怨世界如何如何现实,责怪世界如何如何残酷。可是简叙感觉到世界的无辜,仿佛世界在说,“怪我咯?”所以,后来简叙选择躲到世界的黑暗去,守着最后一片黑暗的角落,陪伴着世界的孤独。曾经有人问过简叙,为什么要选择这样一条只有神经病才会走的路,简叙想了想,才笑道,“有些人,即使被所有人抛弃,却被世界的角落收留了。”——世界的角落守着那些人,简叙便守着世界里的那些故事。
  • 霸气透视系统

    霸气透视系统

    吊丝宅男穿越得透视系统,系统在手天下我有,快意恩仇杀人如麻,吟诗做对老子是大诗人,还会医术专治疑难杂症,称霸黑山镇名动青云城主宰秦王国,大陆我最牛,美女公主魔女妖精女神,统统都是我的。
  • 天降精灵宝:总裁狂追妻狂跑

    天降精灵宝:总裁狂追妻狂跑

    黎雪笑容浅薄,温雅睿智之中包含荒凉与冷淡:“一个替身而已,因何执着?又何必执着?”然而十二年逃离永远不曾知晓十二年追寻脚印背后的真意。霸道总裁沉淀在时光之中的爱意沾染了几许暴戾,然而几经周转,率先告破不断更改的人还是他:“你究竟要我怎么做才能相信我爱的人是你!只是你!!”一护对这个占有欲颇盛的老爸极不满,总时不时出场神叨叨放出冷枪:“宁可相信世上有鬼,也不要相信男人那张破嘴!”
  • 丈夫的诡计

    丈夫的诡计

    选自希区柯克短篇故事集,包括《丈夫的诡计》《拳击高手》《奇怪的凶器》等十余篇短篇小说,文字简洁平实,情节曲折跌宕,结局却出人意料,并且往往让读者有一种身临其境的感觉。小说具有较高的可读性,富于现代特点,符合当下阅读习惯及阅读趋向,颇受年青一代欢迎。
  • 千里红线系千里缘

    千里红线系千里缘

    作者顿黑豆,由于中考时间紧迫,等暑假继续
  • 气极决

    气极决

    一本流流儿烂大街的破武术,让从地球来的人看了学了,会有什么变化?
  • 四界战神

    四界战神

    废材的陨落,王者的崛起,龙的霸主,四界之神。混沌之人,后宫佳丽,生爱生恨。他就是那传说的人