具有“人性”的数

2008-08-27 08:15田彩玲
关键词:毕达哥拉斯层楼欧拉

田彩玲

数有“人性”的成分?好像是有.不信的话,就看看人们赋于数的各种象征性的意义吧!

历史上,古希腊毕达哥拉斯学派认为,大于1的奇数象征男性,叫“男人的”;而偶数则象征女性,叫“女人的”(也有史书记载,奇数象征女性,而偶数象征男性).5是第一个男性数和第一个女性数的和,所以5象征着结婚或结合.

人和人之间讲友谊,数和数之间也会“相亲相爱”.毕达哥拉斯学派的人常说:“××是我的朋友,就像220和284一样.”为什么220和284是好朋友呢?220除去本身之外还有11个因数,它们是1,2,4,5,10,11,20,22,44,55,110,这11个数之和恰好等于284.同样,284的因数1,2,4,71,142之和也恰好等于220.

这两个数是你中有我,我中有你,相亲相爱,形影不离.古希腊学者把具有这种关系的两个数叫做“相亲数”,也叫做“亲和数”.

220和284是第一对亲和数.17世纪法国数学家费马找到了第二对亲和数17 296和18 416.几乎在同一时期,法国数学家笛卡尔指出了第三对亲和数9 363 584和9 437 056.最叫人吃惊的是,大名鼎鼎的瑞士数学家欧拉在1747年一下子给出了30对亲和数, 后来又增加到60对.当时,人们以为亲和数可能都被找完了.

谁料到,过了一个世纪,意大利年仅16岁的少年巴格尼(Nicolò I.Paganini)于1866年公布了一对亲和数,它们比220和284稍大一点,这一对亲和数是1 184和1 210.而前面提到的几个大数学家,竟无一人找到这对亲和数!

前些年,美国数学家在耶鲁大学的电子计算机上,对100万以下所有的数逐一进行了检验,共找到了42对亲和数.下表列出了10万以下的13对亲和数:

现在,人们研究亲和数主要关注两个方面:

(1)寻找新的亲和数;

(2)寻找亲和数的一些表达公式.

关于后一项工作,早在10世纪,阿拉伯学者泰比特(Thâbit ibn Kurrah)就提出了一个构造亲和数的公式:如果三个数p=3×2n-1-1,q=3×2n-1,r=9×22n-1-1都是素数,且p、q均大于2,则2npq和2nr就是一对亲和数.例如,取n=2,得p=5,q=11,r=71,则22×5×11=220和22×71=284就是一对亲和数.

在欧拉之前,人们研究的都是偶亲和数.欧拉是第一位系统研究奇亲和数的数学家.他给出了构造亲和数的一些方法,并证明了奇亲和数是存在的.例如,69 615 和 87 633 就是一对奇亲和数.

现在,人们已经知道几千对奇亲和数和偶亲和数了.

人们还发现,每一对奇亲和数中似乎都有3作为因数.1968年布拉得利(PaulBratley)和迈凯(JohnMckay)提出猜想:所有奇亲和数都是能够被3整除的.1988年巴蒂亚托(StefanBattiato)和博霍(WalterBorho)利用电子计算机找到了不能被3整除的奇亲和数,从而推翻了布拉得利的猜想.他们找到了15对都不能被3整除的奇亲和数,不过最小的一对竟然也是32位的大数.巴蒂亚托希望有人能找到比较小的或最小的.另一个未解决的问题是:一对奇亲和数中是否会只有一个数不能被3整除?

还有一个欧拉提出的问题:是否存在一对亲和数,其中有一个是奇数,另一个是偶数?因为现在发现的所有亲和数要么都是偶数,要么都是奇数.200多年来,这个问题仍未解决.

说了半天的亲和数,最后再说点别的.毕达哥拉斯学派非常崇拜36.一个原因是36等于前三个非零自然数的立方和:13+23+33=36.另一个原因是36是前四个正奇数和前四个正偶数的和:36=(1+3+5+7)+(2+4+6+8).

毕达哥拉斯学派认为,整个宇宙是建立在前四个正奇数和前四个正偶数之上的,数36自然就无限伟大和庄严了.如果用36作誓言,那是最可敬的誓言.

13在许多国家被认为是不吉祥的数.在这些国家,绝不允许13个人在一张桌子上吃饭;旅店也没有13层楼,只标第12层楼和第14层楼;每层楼也没有13号房间……为什么要忌讳13呢?有种说法是说耶稣有13个弟子,后来他的第13个弟子犹大出卖了他,于是数13也跟着倒大霉了.

注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文

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