拥有超级计算机的数学家终于确定了一个以前被认为不可能计算的复数的值。
这个数字被称为“第九个戴德金数”或 D(9),实际上是序列中的第 10 个。每个戴德金数代表某种真假逻辑运算在不同空间维度上可能的配置数量。(序列中的第一个数字是 D(0),它代表零维度。这就是为什么代表九维的 D(9) 是序列中的第 10 个数字。)
对于每个新维度,戴德金数都会呈指数级增长,这使得它们越来越难以确定。第八个戴德金数遵循与八维相同的规则,于 1991 年计算出来。但由于计算第九个戴德金数所需的计算能力跃升,一些数学家认为不可能计算出其精确值。
但现在,来自不同研究小组的两项不相关的研究——第一项于 4 月 5 日提交到预印本服务器 arXiv,第二项于4 月 6 日提交到同一服务器——已经完成了不可能的任务。这些研究——每项都使用超级计算机,但运行不同的程序——都产生了完全相同的数字。
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结果尚未经过同行评审。但由于研究得出了相同的结论,因此“100% 确定”该数字已被正确破译,第二篇论文的主要作者、德国帕德博恩大学的数学家、第二篇论文的主要作者 Lennart Van Hirtum,告诉生活科学。
6 月 27 日,Van Hirtum 和他的同事在帕德博恩大学的一次演讲中为他们的工作进行了辩护。
什么是戴德金数?
戴德金数最早由德国数学家理查德·戴德金于 19 世纪提出。这些数字与称为“单调布尔函数”(MBF) 的逻辑问题有关。
布尔函数是一种逻辑,可以仅将两个值(0(假)和 1(真))中的一个作为输入,并仅输出这两个值。在 MBF 中,198彩票代理分红跟日工资是多少,这个只要你有量
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对于非数学家来说,这个概念可能相当令人困惑。但范赫图姆解释说,通过使用形状来表示每个维度的戴德金数,可以直观地看到正在发生的事情。例如,在第二维中,198彩票开户请认准官方唯一直属总代团队1号团队,免费开户即可领取注册彩金,下载客户端可以申请198彩挂机软件,申请198彩票代理权限,只要你有量,我们绝不亏待你,只有198彩才能让你白手起家,0投入却可以
198彩票手机优惠短期内迅速致富。,戴德金数与平方有关,而第三维可以用立方体表示,第四维及更高维可以用超立方体表示。
对于每个维度,特定形状的顶点或点代表 MBF 的可能配置(见下图)。要找到 Dedekind 数,您可以计算可以使用两种颜色(在本例中为红色和白色)之一对每个形状的每个顶点着色多少次,但规定不能放置一种颜色(在本例中为白色)高于另一个(在本例中为红色)。
显示日益复杂的形状中彩色顶点的可能配置的图表
该图显示了前四个戴德金数的输出:从左到右 D(0)、D(1)、D(2) 和 D(3)。圆圈代表每个形状的可能配置,其中白色顶点不放置在红色顶点上方。 (图片来源:帕德博恩大学)
对于零维度,形状只是一个点,并且 D(0)=2,因为该点可以是红色或白色。对于一维,形状是一条具有两个点的线,并且 D(1)=3,因为两个点可以是相同的颜色,也可以是白色之上的红色。对于二维,形状是正方形且 D(2)=6,因为现在有六种可能的情况,其中红点上方没有白点。对于三个维度,形状是立方体,可能的配置数量跃升至 20,因此 D(3)=20。
范赫图姆说,随着维度数量的增加,假设的形状会变成一个越来越复杂的超立方体,其结果数量呈指数级增长。
接下来的五个戴德金数的值为 68、7581、7828354、2414682040998 和 56130437228687557907788。
新确定的 D(9) 值为 286386577668298411128469151667598498812366。
计算越来越复杂
Van Hirtum 三年多来一直致力于识别 D(9)。为此,他创建了一种新型计算机程序,使超级计算机能够以特定方式处理数据。他说,如果他使用更基本的程序,即使使用先进的机器来处理这些数字,也可能需要长达 100 年的时间才能完成计算。
创建计算机代码后,范赫图姆的团队花了四个多月的时间使用比利时鲁汶大学的超级计算机来处理数据。
然而,计算实际上并不需要这么长时间才能完成:该程序的性质意味着它很容易在中途出错,这意味着团队必须不断重新开始工作,范赫图姆说。
相比之下,1991 年用于计算 D(8) 的计算机的性能不如现代智能手机,并且在大约 200 小时内完成了任务。Van Hirtum 表示,现代笔记本电脑可能可以在 10 分钟内完成这些计算。
范赫图姆认为,计算第 10 个戴德金数需要计算机处理能力的类似提升。他说:“如果我们现在就这样做,则需要相当于太阳总输出功率的处理能力,”这使得计算“实际上不可能”。
Van Hirtum 表示,可以使用更复杂的算法来降低处理能力要求。
“但我们在某种程度上遇到了算法变得多么复杂的问题,198彩票注册账户安全可靠
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然而,Van Hirtum 表示,其他数学家仍然对最终能够计算出 D(10) 抱有希望。