返回上一页  首页 | cnbeta报时: 04:40:21
经过32年的探索 数学家找到了第九个戴德金数
发布日期:2023-11-20 16:54:26  稿源:cnBeta.COM

数学家们经过32年的努力,终于在一台超级计算机的帮助下,发现了一个新的特殊整数--戴德金数。它是同类数字中的第九个,或称 D(9),计算结果等于 286 386 577 668 298 411 128 469 151 667 598 498 812 366。继 1991 年发现的 23 位 D(8)之后,这个 42 位数的怪物又出现了。

非数学家很难理解戴德金数的概念,更不用说计算它了。事实上,D(9)的计算非常复杂,涉及的数字也非常庞大,因此并不确定是否会被发现。

德国帕德博恩大学的计算机科学家伦纳特-范-希尔图姆(Lennart Van Hirtum)说:"32年来,D(9)的计算一直是一个公开的挑战,能否计算出这个数字都是个问题。"

戴德金数的核心是布尔函数,或者说是一种逻辑,它能从只有两种状态的输入中选择输出,如真和假,或 0 和 1。

单调布尔函数是一种限制逻辑的函数,输入中的 0 换成 1 只导致输出从 0 变为 1,而不会从 1 变为 0。

研究人员用红色和白色而不是 1 和 0 来描述这种逻辑,但思路是一样的。

DedekindGraph.jpg

0、1、2 和 3 维 Dedekind 数的切割表示(帕德博恩大学)

Van Hirtum 说:"基本上,你可以把二维、三维和无限维度的单调布尔函数看成是一个 n 维立方体的游戏。你要让立方体的一个角保持平衡,然后给剩下的每个角涂上白色或红色。只有一条规则:绝不能把白色的角放在红色的角上面。这就形成了一种垂直的红白交点。游戏的目的就是数出有多少种不同的切法。"

前几种很简单。数学家们数出的 D(1) 只有 2,然后是 3、6、20、168......

1991 年,一台 Cray-2 超级计算机(当时最强大的超级计算机之一)和数学家 Doug Wiedemann 花了 200 个小时才算出 D(8)。

D(9)的长度几乎是D(8)的两倍,因此需要一种特殊的超级计算机:一种使用称为现场可编程门阵列(FPGA)的专用单元的超级计算机,这种单元可以并行处理多个计算。因此,研究小组找到了帕德博恩大学的 Noctua 2 超级计算机。

Noctua 2 超级计算机所在的帕德博恩并行计算中心(PC2)负责人、计算机科学家克里斯蒂安-普莱斯尔(Christian Plessl)说:"用 FPGA 解决难以解决的组合问题是一个前景广阔的应用领域,而 Noctua 2 是世界上为数不多的几台超级计算机之一,用它进行实验是完全可行的。"

为了让 Noctua 2 能够发挥作用,还需要进一步优化。为了提高计算效率,研究人员利用公式中的对称性,让超级计算机计算出一个巨大的总和,这个总和涉及 5.5*10^18 个项(作为比较,地球上沙粒的数量估计为 7.5*10^18)。

五个月后,Noctua 2 找到了答案,我们现在得到了 D(9)。研究人员暂时没有提到 D(10),但我们可以想象,要找到它可能还需要 32 年的时间。

这篇论文于 9 月份在挪威举行的布尔函数及其应用国际研讨会(BFA)上发表。

查看网友评论   返回完整版观看

返回上一页  首页 | cnbeta报时: 04:40:21

文字版  标准版  电脑端

© 2003-2024