下午好!2024年的第33周!
本周的啊哈数是:𝟏𝟗𝟔。
如果一个数的所有数字正读或者反读都一样,这个数就叫作“回文数”。把一个数本身和它所有数字逆序排列出的数相加,得到一个新数。对这个得数不断进行逆序相加的操作,大部分数都会在有限步之内得到回文数。如果一个数,无论逆序相加多少步都永远无法得到回文数,这类数就叫作“利克瑞尔数”(Lychrel Number)。
十进制是否存在利克瑞尔数至今还没有定论,第一个疑似利克瑞尔数是196。
中英文回文和数学回文
如果一句话正着读倒着读都一样,我们就把这样的句子叫作“回文句”。“冰水比水冰”“奶牛产牛奶”“风扇能扇风”都是非常经典的回文句。
英文中也有回文。“Madam, I'm Adam”(女士,我是亚当)、“Step on no pets”(别踩到宠物)、“Was it a rat I saw?”(我刚才看见的是只老鼠吗?),这几句都是英文中的经典回文句。
数学当中也有回文的概念。就像我们一开始介绍的,如果一个数正读反读都一样,这个数就叫作“回文数”。很多数学家都痴迷研究回文数,认为回文数是一个非常奇妙的存在。
比如,7的立方是343,正好是一个回文数。这一发现成功引起数学家们的兴趣,他们一口气列举出了更多立方也是回文数的数。整数数列线上大全(On-Line Encyclopedia of Integer Sequences)里,它是第2780个数列:
1, 2, 7, 11, 101, 111, 1001, 2201, 10001, 10101, 11011, ...
其中,2201特别引入注目:它的立方是回文的,但它自己并不是回文的。2201是目前已知的唯一一个满足这个要求的数。还有没有别的这样的数,目前仍然是未解之谜。
利克瑞尔数
和回文数相关的未解之谜还有很多,利克瑞尔数就是其中一个。
把一个数和它自己左右颠倒后的结果加在一起,得到的结果常常是回文数。例如:
125 + 521 = 646
不过这种对称会被进位打破,比如:
67 + 76 = 143
当然了,数学家可不会止步于此。一次不行,两次呢?我们对143继续做同样的操作:
143 + 341 = 484
太好啦,回文数出现了!
不同的数如此逆序相加得到回文数的步数也不同。像67,两步就得到回文数。可89的回文数之路就没那么顺利了,要经过漫长的24步才会得到回文数8813200023188。
看到这,你一定也会好奇:随便选一个数,不断进行这种逆序相加的操作,是不是一定会得到一个回文数呢?答案是:还不知道。
是的,这么一个看似简单的加法问题,无所不能的数学家们却至今没能找到方法解决。我们还不知道,是不是所有的数都可以通过不断进行逆序相加得到回文数,当然也就不知道有没有一类数无论逆序相加多少次都无法得到回文数。
咳,管它存不存在,先取个名字再说。数学家韦德·范·蓝丁汉(Wade Van Landingham)用自己女朋友的名字“Cheryl”换了换字母序生造出来一个词,给这类无法加出回文数的数取名“利克瑞尔数”(Lychrel Number)。
196回文数探索挑战
对于绝大多数的自然数,数学家都找到了它们的回文数路径。第一个拦在他们面前的数就是196,196自然而然就成了所有疑似利克瑞尔数中的重点关照对象。
约翰·沃克(John Walker)是Autodesk公司的创始人之一,参与开发过AutoCAD软件,这是建筑设计师常用的绘图软件。
John Walker(1949-2024)
为了研究196的回文数之路,1987年8月12日,沃克写了一个小程序。这个小程序会从196出发,不断将数一正一反相加,并检查所得的结果是否是一个回文数。只要一开机,小程序就会读取上次计算的进度,并在后台自动运行。沃克给小程序设定了一个目标:如果数已经到100万位了还没出回文数,就不再算下去了。1990年5月24日深夜,小程序算到了第2415836步,达到了设定的目标,退出运行了。程序运行了近3年,回文数一直没有出现。
虽然沃克的程序结束运行了,这个被大家称为“196回文数探索”(196 Palindrome Quest)的挑战一直在进行。这么多年过去了,计算机的硬件和编程算法都有了巨大的发展,大家已经开始把这件事当做一项纪录来挑战。目前的纪录是算到10亿步,计算出的数超过4亿位数,但196依然没能产生回文数。除此之外还有回文数路径步数世界纪录,目前最高记录是一个23位数通过289次逆序相加得到142位的回文数。
Jason Doucette的网站上记录的回文数计算世界纪录
为什么是196?它究竟特殊在哪儿?它到底是不是利克瑞尔数?我们还不知道,暂时除了一个一个算下去的笨办法还没有什么好法子去突破。一起看看我们能不能在未来某天成功蹲到后续吧!
看到这,你猜出这周的主题是什么了吗?答案是:逆序。每一篇文章都有逆序的元素,五篇文章我们也是逆序发表的。这一周的文章告一段落啦,各位同学周末愉快,咱们下周见!
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