數學家這樣思考!德國一流大學教你秒殺棘手問題

2016-05-10 15:42

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三句話看透世界文學:歐幾里得的幾何原本

一個點就是去掉了兩條邊的角。

設立定義和公設,然後對形狀和數作出推斷。

推敲出的是永世通用的幽默、情色、毒品和解放。

 質數是只能被1 和自己整除的數;因此,它們沒有真正的因數,就像數字界的「不可分割的」原子。歐幾里得拿相反命題當作假設,假設質數是有限多個,並依照大小排列好:

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p1 小於p2 小於p3⋯⋯小於pr

接著,他利用巧妙的手法,將所有質數相乘,然後再加上1。所得的數我們稱為P:

P = p1 ⋅ p2 ⋅ p3 ⋅ ⋯ ⋅ pr + 1

關於P 這個數,我們知道些什麼呢?首先,P 大於pr,也就是說,P 比我們所假設最大的質數要大,所以不可能是質數。那麼P 就一定可以寫成質數的乘積。但因為有被加數 + 1,P 無法被p1、p2、p3、⋯⋯、pr,也就是無法被任何一個質數整除。

因此出現了矛盾。得出的結論可說是十分完美。因為我們的推理方式在邏輯上無懈可擊,所以這個矛盾一定是透過一開始的假設進入到思考過程。因此,一開始質數有限多的假設為假,而相反命題為真。這個相反命題就是:質數有無限多個!

多麼美麗的證明。世界遺產的一部分,一種思想財富。一個永生不朽的證明。

熟練的力量可以編織永恆的聯盟

數學家諾加‧ 阿隆(Noga Alon),臺拉維夫大學的數學教授,有一次在以色列的廣播節目中談質數。他提到歐幾里得在2,300 年前便證明了質數有無限多個。主持人繼續問:「那它現在還正確嗎?」

談到這裡,我們不能不提一下跟質數息息相關的另一個著名數學問題,即孿生質數問題:兩者相差2 的一對質數,例如3 和5,17 和19,就稱為孿生質數。孿生質數也有無窮多對嗎?

這個問題我們還無法回答。目前(直到2008 年12 月)還沒有人知道答案。絞盡腦汁還是沒人能解答這個兩千多前提出的問題。

知識之道

「我們知道有些東西是我們知道的。我們也知道有些東西是未知的,而且我們知道它是未知的。我們知道有些東西是我們不知道的。但是也有些東西,我們不知道自己並不知道。」

─美國前國防部長倫斯斐(Donald Rumsfeld)在2002 年2 月12 日針對尋找奧賽瑪‧ 賓拉登所發表的言論。(出處:The poetry of D. H.Rumsfeld,作者H. Seely)

也許這是倫斯斐最持久,針對我們生存的世界發表的智慧之言,關於他對「知識」的哲學看法,也是一個讓他至少與孔子的眼界提至相同境界的看法,因為孔子說過:「知之為知之,不知為不知,是知也。」

 本文經授權轉載自漫遊者文化《德國一流大學教你數學家的22個思考工具

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