艾伯|比费马大定理还难的数,数学家证明1不是同余数,花了一千多年!

数学中有各种数,比如奇数,偶数,素数,完美数等等。其中有一类数,性质非常难掌握,叫做同余数。定义:若直角三角形的三条边都是有理数,那么这个三角形的面积,叫做同余数。




艾伯|比费马大定理还难的数,数学家证明1不是同余数,花了一千多年!
文章插图

其中,人们只对那些,是整数的同余数感兴趣,叫做同余整数。比如3、4、5组成的直角三角形,面积为1/2×3×4=6,那么6就是同余数。最小的同余整数是5,对应最小的直角三角形,边长分别为:3/2,20/3,41/6。




艾伯|比费马大定理还难的数,数学家证明1不是同余数,花了一千多年!
文章插图

最早提出同余数概念的是阿拉伯人,一千多年前,他们提出这样一个问题:一个正整数n,何时能存在一个有理数x,使得x-n,x和x n都是有理平方数?这就是同余数问题,其中n就是同余数。阿拉伯人还给出了30个特殊的同余数,其中包括:5,6,14,15,21,31……。




艾伯|比费马大定理还难的数,数学家证明1不是同余数,花了一千多年!
文章插图

那么问题来了,1是同余数吗?会存在一个直角三角形,其三边都是有理数,然后面积等1吗?阿拉伯人回答不了这个问题,还有2和3是否是同余数?也不知道。直到一千多年后的1659年,法国大数学家费马(就是因为空白太小,写不下费马大定理美妙证明的那个费马),他利用独创的无限下降法证明了1,2和3都不是同余数。




艾伯|比费马大定理还难的数,数学家证明1不是同余数,花了一千多年!
文章插图

差不多100年后,大数学家欧拉证明了7是同余数。随着数值的增大,判断一个数是否是同余数,变得非常困难,甚至强大的计算机利用地毯式搜索也是不易的。比如157是同余数,对应的直角三角形最小解就非常复杂:




艾伯|比费马大定理还难的数,数学家证明1不是同余数,花了一千多年!
文章插图

同余数问题,是数学界的三大千年难题之一,比费马大定理和古希腊三大几何问题难多了。直到现在为止,同余数问题也没有得到彻底解决,同余数问题和某些特殊整数方程相关联,比如判断1是否是同余数,等价于费马大定理中n=4的情况。




【 艾伯|比费马大定理还难的数,数学家证明1不是同余数,花了一千多年!】艾伯|比费马大定理还难的数,数学家证明1不是同余数,花了一千多年!
文章插图

经过上千年的探索,数学家总结了无数经验,最终提出同余数中的一个重要猜想——BSD猜想(猜想涉及深奥的数学知识,所以此处不做描述),在2000年被列为七大千禧问题之一。对BSD猜想的研究,至今学术界没有任何公开的进展。好啦!这篇内容就和大家分享到这里,喜欢我们的读者朋友,记得点击关注我们——艾伯史密斯!