神奇的数学黑洞是什么,不管怎么算结果都是定值
虽然说数学经常让人们感到头疼,但有时候会发现数学真的很有意思啊。经常会出现一些十分奇妙的现象。比如说数学黑洞,就是一种规律的运算,不管怎样设值,最后都会得出固定的结果。就像宇宙中的黑洞,永远跳不出去,所以这也被叫做是数学黑洞。
揭秘数学黑洞是什么
在宇宙中,我们知道有很多样的黑洞,比如史瓦西黑洞、原生黑洞等等,都是些十分神秘的存在。而在数学界,也有着数学黑洞这样的东西,无论怎样设值,在规定的处理法则下,最终都将得到固定的一个值,再也跳不出去了,这就对密码的设值破解开辟了一个新的思路。
先来举一个最常见的数学黑洞的例子,那就是西西弗斯串了。数学中的123就跟英语中的ABC一样平凡和简单。然而,你按以下运算顺序,就可以观察到这个最简单的黑洞值:设定一个任意数字串,数出这个数中的偶数个数,奇数个数,及这个数中所包含的所有位数的总数,按上述算法,最后必得出123的结果。
比123黑洞更为引人关注的是6174数学黑洞值,它的算法如下:取任意一个4位数(4个数字均为同一个数的除外),将该数的4个数字重新组合,形成可能的最大数和可能的最小数,再将两者之间的差求出来;对此差值重复同样过程,最后你总是至达卡普雷卡尔黑洞6174,到达这个黑洞最多需要14个步骤。
1976年的一天,《华盛顿邮报》于头版头条报道了一条数学新闻。文中记叙了这样一个故事:70年代中期,美国各所名牌大学校园内,人们都像发疯一般,夜以继日,废寝忘食地玩弄一种数学游戏。这个游戏十分简单:任意写出一个自然数N(N≠0),并且按照以下的规律进行变换:如果是个奇数,则下一步变成3N+1。如果是个偶数,则下一步变成N/2。
不单单是学生,甚至连教师、研究员、教授与学究都纷纷加入。为什么这种游戏的魅力经久不衰?因为人们发现,无论N是怎样一个非零自然数,最终都无法逃脱回到谷底1。准确地说,是无法逃出落入底部的4-2-1循环,永远也逃不出这样的宿命。
冰雹的最大魅力在于不可预知性。英国剑桥大学教授John Conway找到了一个自然数27。虽然27是一个貌不惊人的自然数,但是如果按照上述方法进行运算,则它的上浮下沉异常剧烈:首先,27要经过77步骤的变换到达顶峰值9232,然后又经过32步骤到达谷底值1。
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