返回总目录  上一页  首页  下一页

复数在哪儿?(答)

点此返回管理励志系列书籍在线阅读 首页






多萝茜究竟应该怎样回答这个问题呢?靠铅笔和几张纸来找出10,000个连续的非质数,可真够难的!关于质数的分布情况,我们都知道些什么呢?
· 寻找质数的方法之一是利用古老的厄拉多塞筛法。先列出一些正数,然后从4开始,删除其中所有的2的倍数。接下来,从6开始,删除其中所有的3的倍数。重复这一过程,直到将所有复数都删除掉。(将厄拉多塞筛法应用于计算机,是评估和比较计算机优劣的一种传统方法,因为这一过程十分漫长,而且计算量很大。)
· 质数定理指出,小于n的质数的数目大致为n/(㏑n)。卡尔·弗里德里希·高斯在19世纪初最先提出了这条定理,后来,雅克·阿达玛和查尔斯·德·拉·瓦莱·普桑于1896年分别独立证明了这条定理。两人的论证都依靠复杂的分析,而且在当年,也没有人曾经想到过,可以用比较简单的方式来证明这条定理。1949年,艾特尔·塞尔贝格和保罗·埃尔多斯提出了质数定理的另一条证明,整个数学界为之震动。巧的是,从质数定理可以推导出另一条相关定理:在大于1的任何数字与其两倍数之间,必然存在至少一个质数。根据质数定理,可以知道小于n的质数之间的平均“差”为In(n)。[以最小的几个质数为例:2,3,5,7,11,13,你会注意到,连续质数之差为:1,2,2,4,2。]
· 几百年来,数学家们一直试图找出质数的基础模式。或许,质数根本就不存在什么模式。有些质数成队出现,中间只相隔一个偶数,这些质数被称为孪生质数,比如:(3,5),(5,7),(11,13),(17,19),(29,31)。数学界有个由来已久的猜想,认为孪生质数的数目是无穷多的。到目前为止,还没有人能够证明或反驳这个猜想。(注意,孪生质数之差为2,这是最小的质数之差。如果两个数的差为1,那么其中一个数必定是偶数,可以被2整除。)有朝一日,我们能不能借助一个方便的公式来找到所的质数,让公式来计算一下到底有多少个质数呢?
以上这些林林总总的资料能够帮助我们回答多萝茜的问题吗?或许可以,多萝茜要找到10,000个质数,还有一种比较简单的方法。
“简单”答案之一是10,000!+210,001!+3……10,001!+10,001,其中!代表阶乘符号。(比如,5!=5×4×3×2×1)。当A>1且A≤n时,由于n!+A可以被A整除,该序列为非质数,即复数。让我们来举个例子。当n=5且A=3时,n!+A=(5×4×3×2×1)+3。这个数字的阶乘部分包含了1至n的全部因数,因此必然可以被3整除。其第二部分显然也可以被3整除。同样,如果A=4,计算结果120+4也可以被4整除。
我们的“简单”答案应该可以让外星人满意了,但问题所问的并不是以10,000为最小值的一连串数字。要找出10,000个连续的最小复数,我也不知道有什么简单的方法。
既然说到了质数问题,我就忍不住要提到蝉。这种昆虫在地下呆上7年、13年或17年,然后化为成虫,破土而出,享受生命的最后几个星期。进化的力量是如何让蝉蛰居地下的年头成为质数的,已经成为当前的研究重点。近年来的数学模拟显示,质数时间可以让蝉避开掠食者。数论在帮助人们了解生物学的过程中竟然发挥了如此重要的作用,真是不可思议!关于这方面的详细论述,请参见A.M.S.,《生物模式中的质数》,《科学》第293卷第5528期(2001年7月13日出版),第177页。

上一页  首页  下一页