宇宙神秘数字67039,宇宙神秘数字369
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|看过《银河系漫游指南》的人都知道终极问题的答案:42。两名美国科学家最近花了几个月的时间使用50 万台计算机,终于破译了宇宙中的这个神秘数字。
文/记者刘新伟图文编辑/陈永杰
新媒体编辑/陈炫智
人类最初将42 写为三个整数的立方之和。不久前,这是数学界的大新闻。这是因为这意味着我们终于解出了100以内的最后一个自然数。
自20世纪50年代以来,数学家们一直试图证明这个猜想:所有自然数都可以写成三个整数的立方之和吗?例如,36=13+23+33。他们很快发现9n4形式的自然数不能满足这个方程。
找到这个解决方案并不容易。经过一代又一代数学家的不懈努力,100以内只有两个数满足这个方程:33和42(不包括9n4型自然数)。美国布里斯托大学数学教授安德鲁·布克(Andrew Booker)使用超级计算机三个星期,直到今年3月才终于找到满足33的解。然后他很快与首席研究员安德鲁·萨瑟兰合作。麻省理工学院数学系的科学家和专家在战斗中投入解决了42。
9月6日,全球约50万名志愿者的家用电脑后台经过数月不间断的计算,42号问题终于得到解决。这意味着找到100 以内的自然数立方和的所有整数解(除了9n4 类型的数)。
媒体争相报道这一消息,菲尔兹奖获得者高尔斯也宣布了结果。如果这只是证实了一个数学结论,它可能不会受到那么多关注。但数字“42”对人类来说有着如此特殊的意义,以至于两位数学家用网页标题“生命、宇宙和一切”来宣布这一结果。
经典科幻作品《银河系漫游指南》指出,生命、宇宙和一切的答案是42。这给无法解开的立方和42 之谜增添了神秘色彩。
但这只是众多含义之一。为什么42如此神奇?我们该如何解释呢?让我们来看看。
为什么是42?42是终极答案的“暗示”来自英国作家道格拉斯·亚当斯的名著《银河系搭车客指南》(《银河系漫游指南》)。别慌,这是比较忠实原著的国内版权翻译。
后来在封面和封底印上“Don't Panic”成为标准设计(来源:uncubemagazine)
故事背景是,先进文明为了修建超空间高速公路,强行毁灭了地球。地球人亚瑟·邓特在外星朋友福特猴子的帮助下搭便车逃脱,两人开始了穿越银河系的冒险。
在旅途中,他们发现了一个惊人的秘密:——地球只不过是一个实验。为了寻找生命、宇宙、万物的终极答案,一群超级智慧的老鼠建造了一台名为“深思”的超级计算机,花了750万年的时间计算出最终答案,“42”被发现。在小说中,我们看到只有“申申”知道答案。这个答案的原因需要更强大的计算机来解释——。这台更强大的计算机就是“地球”。然而,在给出答案前5分钟,地球理论上已经消失了……如果你读完本文感到不好意思,请先用毛巾擦擦汗。
《银河系漫游指南》最初由BBC于1978年作为广播剧播出,后来被改编成五本书的三部曲。由于作者突然去世,该书至今尚未完成。然而,这部久被誉为科幻经典、因其作者神奇的想象力、充满英式幽默的作品,却已成为流行文化的一部分,被改编成电影、电视剧、游戏、漫画,成为大众文化的一部分。一个部门。 2018年,一辆屏幕上写着“毛巾”和“别惊慌”的特斯拉跑车被猎鹰重型火箭送上天空,似乎是为了寻找最终的答案。
2005年《银河系搭便车指南》电影海报(来源:网络)
如果说“别惊慌”这样的表情包是英语世界的特权,那么“生命、宇宙和一切的终极答案”就是全世界人民乃至所有生物的共同财产在地球上,应该是这样。宇宙。为了有力地解释42的含义,优秀的人发挥了寻找各种稀奇古怪含义的能力,但最终古希腊数学家毕达哥拉斯认为“一切都是数字”。我做到了。但最终的问题仍然有待回答:为什么—— 是42?
道格拉斯·亚当斯(图片来源于网络)
也许作者只是想讽刺那些寻求终极答案的人,给出了一个令人发指的答案。亚当斯在接受采访时说:“答案很简单,这是一个笑话。”“这必须是一个常见的、短的数字。我坐在办公桌前,盯着外面的花园,我认为42 就不错了,所以我把它打出来了。”他说。一切都结束了,就这样了。 ”
就这样?这绝对不能令人满意,因此请检查以下含义是否足够。
42的平凡与特殊与其他数字相比,42并没有什么特别之处。因为您可以列出任意数量的属性。对于一般人来说,“42”可能只知道是“整数、自然数、偶数”,但如果你还记得小学数学中介绍的概念,你就会知道“42”是一个合数(等于number)。您会记住该数字可以被整除。 1 及其本身加上其他数字)。更详细一点,它是一个质子数(可以写成两个连续非负整数的乘积,即67)和楔形数(三个不同素数的乘积,即23 7).该地产已有2,000 多年的历史。
42在数学上其实没什么特别的(来源:Geocaching)
在玩弄整数的加法、减法、乘法和除法时,数学家发现了许多有趣的、复杂的或简单的规则,数论科学诞生了。数论最初研究的是整数的性质,但42作为一个整数相对来说并不特殊。第5个加泰罗尼亚数、第6个赞美数、第8个自我数、第19个奢华数和第20个哈沙德数、44交替矩阵数、十进制最大满意度公式。
整数(n、p、q、r 均为整数)等42、想要进一步了解这些概念的朋友可以自行阅读和研究。
当然,从数学角度来说,42 也有一些有趣的事实。例如,如果您用数字1 到27 填充33 魔方的每个立方体,则穿过中心的每行、每列和每行的数字之和为42。
典型的足球杯赛,由四支球队组成一个小组,进行循环赛,按照胜(3分)、平(1分)、负(0分)进行计分,总计40分。共有6、4、4、3 和7、4、4、1 两种组合,总共42 分!这42 项结果包括“理论上的排位机会”。 —— 留给他支持的球队的时间不多了。最终的答案就是此时能否通过资格赛。
33和42相继被解决,但最近两位名叫安德鲁的数学家能够证明42的新含义。可以写成三个整数的立方和吗?该公式表示当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,数学家们开始研究这类方程,并想知道是否所有自然数都可以写成三个整数的立方之和。但我们很快就知道,整数的立方要么是9 的倍数,要么是远离9 的倍数的数字1。因此,如果将三个整数的立方相加,则三个整数的立方最多距离9 的倍数3,距离9 的倍数最多3。数字4(即9n4 形式的数字)不能写成三个整数的立方之和:比如4、5、13、14。在100个数字中,共有22个数字不令人满意。
在除这22之外的100以内的自然数中,唯一相距3的9的倍数是33和42,但尚未找到可验证的解决方案。对于数学家来说,找到方程的解就像刮彩票一样。继续努力吧。而且“奖池”巨大,从1016到-1016的数字海洋中有33种解决方案。
今年3月,布里斯托大学的安德鲁·布克设计了一种新算法,并使用超级计算机三周时间,终于找到了满足33的解。
这一发现一公布,立刻引起了全世界数学家的关注。安德鲁·布克立即专注于寻找42 的解决方案。结果,我们发现要找到42 的解,我们需要将数值范围再增加一个数量级。尺寸。
为了帮助超级计算机更快地得到答案,他找到了麻省理工学院数学系首席科学家安德鲁·萨瑟兰,他也是亚当斯的粉丝。这位并行计算专家无法抗拒。
安德鲁·布克先生(左)是布里斯托大学数学教授,安德鲁·萨瑟兰先生(右)是麻省理工学院数学系高级研究员。
两人更新了算法,使其可以在家用计算机上运行。数十万台计算机加起来比一台超级计算机还要强大。最终,他们利用自己的慈善平台,让计算程序能够在全球约50 万志愿者家中的电脑后台运行,花了几个月的时间,他们能够:我找到了“最终答案”。
42=(-80538738812075974) 3 + 804357581458175153 + 126021232973356313
萨瑟兰本人表示,“我喜欢这种方法的另一个原因是,我们使用了行星级超级计算机来解决答案为42 的问题。”
当然,整数立方和的问题还远远没有解决,1000以内还有9个数字没有答案:114、165、390、579、627、633、732、921和975。
科学的42是引人注目的“钼”,但不难找到与自然科学的42相关的东西。例如,彩虹的最佳角度是42(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,但当第二次折射与阳光成40至42之间时,会看到最明显的色散现象。这也解释了为什么彩虹是弧形的。因为所有光线都形成一个圆锥体,圆锥体底部的弧线就是彩虹。不相信我?你可以为自己画一条彩虹。
形成彩虹的最佳角度是42(图片取自网络)
当然,42最直接的想法可能就是42号元素。元素周期表中原子序数为42的元素是金属元素钼(Mo)。钼可能不是那么引人注目,但它确实非常重要,与我们的生产生活密切相关,它的存在可能有助于回答一些生命的终极问题,我不知道。
钼晶片与高纯钼单晶对比(来源:wiki)
钼相对稀有,以化合物形式存在于地壳中,含量约为百万分之一。 1778年,瑞典化学家Karl Wilhelm Scheele得出结论,它是一种新物质。 1781年,另一位瑞典化学家P. J. Hjelm成功分离出钼。虽然它具有强度高、耐腐蚀、耐高温等诸多优点,但很容易氧化,所以当时的冶炼加工水平不高,人们不知道下个世纪如何使用它。这样更好。
直到19世纪末,含钼钢板才被制造出来。第一次世界大战期间,钼合金被广泛应用于武器装备中。战后,钼的需求量减少,民用工业的开发研究活跃,现用于飞机零部件、电接触材料、发动机、各工业用高强度合金、炼油催化剂、核医学、 ETC。存在,其氧化物也用作固体润滑剂和抗磨剂。
回到我们“生命、宇宙和一切的终极答案”的主题,钼不仅作为一种战略资源而存在,科学家们还发现了它更重要的作用。 —— 钼是生命必需的基本元素之一。钼存在于数十种酶中,在生物固氮中发挥着重要作用,可直接影响植物发育。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、合成人体所需的含硫氨基酸。
最有趣的是,科学家推测地球早期海洋中的钼在氧气的产生中发挥了重要作用,从而影响了生命的进化。这42不就是最终答案吗?
科学家们仍然喜欢42 模因,即使它只是一个笑话。 2017年,两位物理学家发表了一篇题为《银河系漫游指南》的论文,讨论了暗物质、暗能量、量子信息、多元宇宙、额外维度,甚至生命是什么?我们列出了目前面临的42个重大基本问题科学家,包括有关的问题第42个终极问题是:什么是意识?今天,尽管科学飞速发展,但我们对基本问题仍然知之甚少。
``文化意义上的42似乎太严肃了,无法找到42在数学或科学中的含义。本来,42也是一个玩笑。引用它时,更多的是为了好玩;或者是为了向这部伟大的作品致敬。同时放松一下,看看对于42 还有什么其他神奇的解释,可能会得出最终的答案。
事实上,已经有人这么做了。爱好者彼得·吉尔花了十年时间寻找证据来解释为什么答案是42。 2011年,在亚当斯逝世10周年之际,他出版了《42:道格拉斯·亚当斯对生命的惊人准确答案》。空间与万物(《生命、宇宙和一切——42个基本问题》),其巨大的能力确实值得称赞。
看看书中提到的一些。维多利亚女王的丈夫阿尔伯特42岁时去世,有42个孙子和曾孙。在《42:道格拉斯·亚当斯对生命、宇宙和一切终极答案的精准解答》 的第42 页,哈利发现自己是一名巫师。泰坦尼克号最终以42分结束。它以每小时公里的速度撞上了冰山,美国历史上最年轻的总统西奥多·罗斯福当选时42岁,巨无霸的钠含量达到了每日推荐摄入量的42%。事实上,巨无霸的钠含量达到了每日推荐摄入量的42%。 CERN给他们的新大楼被命名为42;42是美国职业棒球大联盟唯一退役的号码,42是为了纪念联盟第一位黑人球员杰基·罗宾逊。
强制关联工作(来源:bol.com)
流行文化中还有其他这样的致敬,包括各种隐藏参考英国著名乐队Level 42 的电视剧和电影、Coldplay 的作品《哈利·波特与魔法石》、Moss's Reckoning 《42》 等。给出答案需要0.42 秒。《流浪地球》。巴斯光年将他的宇宙飞船命名为42.
英国著名乐队Level 42(来源:bol.com)
实际上有许多更为人所知和更可靠的答案。最著名的是终极问题本身,“‘生命、宇宙和一切的答案’”,总共由42 个字符组成。 ASCII编码中的42代表“*”。 “*”是计算机语言中的通配符,可以代表任意字符串.
如果你对答案42 不满意,请在Google 中输入终极问题:“生命、宇宙和一切的答案是什么?”或者问Siri——,她会告诉你答案是42。
参考:
https://en.wikipedia.org/wiki/42_(number)#cite_note-12
https://news.mit.edu/2019/answer-life-universe-and-everything-sum- Three-cubes-mathematics-0910
https://www.newscientist.com/article/2216941-mathematicians-find-a-completely-new-way-to-write-the-number-3/
https://www.sohu.com/a/247223511_616747
https://en.wikipedia.org/wiki/Molybdenum#生物学作用
Allen R E, Lidstrom S. 生命、宇宙和一切——42个基本问题[J]. 物理学, 2016, 92(1): 012501.
https://edu.rsc.org/feature/molybdenum-and-evolution/2020196.article
Gil P. 42: 道格拉斯·亚当斯对生命、宇宙和一切的惊人准确答案[M],美丽,2011。
出品:科普中央厨房
出品:北京科技报| 科学加客户端
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