正文 第12章 趣談“算術”(2)(2 / 2)

稀少又珍貴的完全數

公元1世紀,畢達哥拉斯學派成員、古希臘著名數學家尼可馬修斯在他的數論專著《算術入門》一書中,給出了6、28、496、8128這四個完全數,並且通俗地複述了歐幾裏得尋找完全數的定理及其證明。他還將自然數劃分為三類:富裕數、不足數和完全數,其意義分別是小於、大於和等於所有真因數之和。

象征完滿的完全數——6

公元前3世紀時,古希臘數學家對數字情有獨鍾。他們在對數的因數分解中,發現了一些奇妙的性質,如有的數的真因數之和彼此相等,於是誕生了親和數;而有的真因數之和居然等於自身,於是人們又誕生了完全數。6是人們最先認識的完全數。當研究數字的先師畢達哥拉斯發現6的真因數1、2、3之和還等於6。他激動地說:“6象征著完滿的婚姻以及健康和美麗,因為它是完整的,並且其和等於自身。”

比珍珠還難找的完全數

完全數在古希臘誕生後,像謎一樣吸引著眾多數學家和數學愛好者去尋找更多的完全數。可是,縱然為此嘔心瀝血,仍然沒有人找到第五個完全數。後來,由於歐洲戰爭不斷,希臘、羅馬的科學也逐漸衰退,一些優秀的科學家帶著他們的成果和智慧紛紛逃往阿拉伯、印度、意大利等國。從此,希臘、羅馬文明一蹶不振。

直到1202年才出現一線曙光。意大利的斐波那契,青年時隨父遊曆古代文明的希臘、埃及、阿拉伯等國,學到了不少數學知識。他才華橫溢,後來寫出名著《算盤書》,成為13世紀在歐洲傳播東方文化和將東方數學係統地介紹到西方的第一人,並且成為西方文藝複興前夜的數學啟明星。斐波那契經過推算後宣布找到了一個尋找完全數的有效法則,可惜沒有得到當時數學界的共鳴,隻好不了了之。

無名氏與第五個完全數

1460年,當人們還在為尋找更多完全數樂此不疲時,有人偶然發現在一位無名氏的手稿中,竟神秘地給出了第五個完全數33550336。它比第四個完全數8128大了4000多倍。

跨度如此之大,在計算並不發達的時代可想而知發現者的艱辛了。可惜手稿裏沒有說明他用什麼方法得到的,也沒有公布自己的姓名,使得人們迷惑不解。不過,在這位無名氏成果的鼓勵下,15-19世紀是研究完全數不平凡的時代,其中17世紀出現了小高潮,而著名的“梅森猜測”就是這個時候誕生的。

不斷發現的難題

在研究與尋找的過程中,人們還發現完全數的一個奇妙現象。如果把一個完全數的各位數字加起來得到一個數,再把這個數的各位數字加起來,又得到一個數,一直這樣做下去,結果一定是1。例如:

數字28:2+8=10,1+0=1

數字496:4+9+6=19,1+9=10,1+0=1

這一現象意味著什麼?法國數學家笛卡爾曾公開預言:“能找出的完全數是不會多的,好比人類一樣,要找一個完人亦非易事。”所以關於完全數還有許多待解之謎,比如:完全數之間有什麼關係?完全數是有限還是無窮多個?存在不存在奇數完全數?