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學(xué)霸的科幻世界 第四十五章 望月新一

一般情況下,數(shù)論領(lǐng)域的猜想表述起來都比較精確直觀。
  比如已經(jīng)被安德魯·懷爾斯證明了的費(fèi)馬大定理,可以直接表示為:當(dāng)整數(shù)n>2時,關(guān)于x,y,z的方程x^n+y^n=z^n沒有正整數(shù)解。
  又比如大名鼎鼎的哥德巴赫猜想,一句話就能看懂:任一大于2的偶數(shù)都可寫成兩個質(zhì)數(shù)之和。
  但abc猜想?yún)s是個例外。
  它理解起來非常抽象。
  簡單地說,就是有3個數(shù):a、b和c=a+b,如果這3個數(shù)互質(zhì),沒有大于1的公共因子,那么將這3個數(shù)不重復(fù)的質(zhì)因子相乘得到的d,看似通常會比c大。
  舉個例子:a=2,b=7,c=a+b=9=3*3。
  這3個數(shù)是互質(zhì)的,那么不重復(fù)的因子相乘就有d=2*7*3=42>c=9。
  大家還可以實(shí)驗(yàn)幾組數(shù),比如:3+7=10,4+11=15,也都滿足這個看起來正確的規(guī)律。
  但是,這只是看起來正確的規(guī)律,實(shí)際上存在反例!
  由荷蘭萊頓大學(xué)數(shù)學(xué)研究所運(yùn)營的abc@home網(wǎng)站就在用基于boinc的分布式計(jì)算平臺分布式計(jì)算尋找abc猜想的反例,其中一個反例是3+125=128:其中125=5^3,128=2^7,那么不重復(fù)的質(zhì)因子相乘就是3*5*2=30,128比30要大。
  事實(shí)上,計(jì)算機(jī)能找到無窮多的這樣反例。
  于是我們可以這樣表述abc猜想,d“通?!辈槐萩“小太多”。
  怎么叫通常不比c小太多呢?
  如果我們把d稍微放大一點(diǎn)點(diǎn),放大成d的(1+ε次方),那么雖然還是不能保證大過c,但卻足以讓反例從無限個變成有限個。
  這就是abc猜想的表述了。
  abc猜想不但涉及加法(兩個數(shù)之和),又包含乘法(質(zhì)因子相乘),接著還模糊地帶有點(diǎn)乘方(1+ε次方),最坑爹的是還有反例存在。
  因此,這個猜想的難度可想而知。
  事實(shí)上,除了尚未解決的涉及多個數(shù)學(xué)分支的猜想界皇冠黎曼猜想以外,其他數(shù)論中的猜想,諸如哥德巴赫猜想、孿生素數(shù)猜想,以及已經(jīng)解決的費(fèi)馬大定理,基本上都沒有abc猜想重要。
  這是為何呢?
  首先,abc猜想對于數(shù)論研究者來說,是反直覺的。
  歷史上反直覺的卻又被驗(yàn)證為正確的理論,數(shù)不勝數(shù)。
  一旦反直覺的理論被證實(shí)是正確的,基本上都改變了科學(xué)發(fā)展的進(jìn)程。
  舉一個簡單的例子:牛頓力學(xué)的慣性定律,物體若不受外力就會保持目前的運(yùn)動狀態(tài),這在17世紀(jì)無疑是一個重量級的思想炸彈。
  物體不受力狀態(tài)下當(dāng)然會從運(yùn)動變?yōu)橥V?,這是當(dāng)時的普通人基于每天的經(jīng)驗(yàn)得出的正常思想。
  而實(shí)際上,這種想法,在任何一個于20世紀(jì)學(xué)習(xí)過初中物理、知道有種力叫摩擦力的人來看,都會顯得過于幼稚。
  但對于當(dāng)時的人們來說,慣性定理的確是相當(dāng)違反人類常識的!
  abc猜想之于現(xiàn)在的數(shù)論研究者,就好比牛頓慣性定律之于十七世紀(jì)的普通人,更是違反數(shù)學(xué)上的常識。
  這一常識就是:“a和b的質(zhì)因子與它們之和的質(zhì)因子,應(yīng)該沒有任何聯(lián)系?!?br/>  原因之一就是,允許加法和乘法在代數(shù)上交互,會產(chǎn)生無限可能和不可解問題,比如關(guān)于丟番圖方程統(tǒng)一方法論的希爾伯特第十問題,早就被證明是不可能的。
  如果abc猜想被證明是正確的,那么加法、乘法和質(zhì)數(shù)之間,一定存在人類已知數(shù)學(xué)理論從未觸及過的神秘關(guān)聯(lián)。
  再者,abc猜想和其他很多數(shù)論中的未解問題有著重大聯(lián)系。
  比如剛才提到的丟番圖方程問題、費(fèi)馬最后定理的推廣猜想、mordell猜想、erd?s–woods猜想等等。