又一個愛上數字七的理由

世界上最受歡迎的數字是七,至少如果亞歷克斯·貝洛斯進行的民意調查結果可信的話。有些人喜歡它是因為它是質數,有些人是因為他們的生日里有很多 7。

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紅心七。圖片來源:Kiran Foster,透過 Flickr。

世界上最受歡迎的數字是七,至少如果亞歷克斯·貝洛斯進行的民意調查結果可信的話。有些人喜歡它是因為它是質數,有些人是因為他們的生日里有很多 7。但我參加了 2014 年菲爾茲獎得主曼紐爾·巴爾加瓦的講座,這給了我另一個愛上這個數字的理由:指數丟番圖方程。

丟番圖方程,以數學家亞歷山大城的丟番圖命名,是關於幾個未知量的方程,我們只關心整數解。例如,如果我們尋找勾股數三元組,即滿足方程 a2+b2=c2 的整數,我們就是在研究丟番圖方程。顧名思義,指數丟番圖方程是其中一個未知數是指數的丟番圖方程。


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1913 年,印度數學家斯里尼瓦薩·拉馬努金猜想,指數丟番圖方程 2n-7=x2 只有在 n=3、4、5、7 和 15 時才存在 n 和 x 均為整數的解。1948 年,挪威數學家特里格韋·納吉爾證明了這一點,儘管是為了回應他的同胞威廉·隆格倫,而不是拉馬努金。

2n-7=x2 似乎是一個相當隨意的研究方程,但事實證明它很特殊。對於除 7 以外的任何(非零)D,方程 2n-D=x2 最多有兩個解。關於這個結果有兩件令人困惑的事情。首先,為什麼七是特殊的?其次,拉馬努金是否知道七是特殊的?如果不知道,他為什麼要從所有可能性中挑選出這個方程?我一直沒能找到答案。

當一個數字有一個特殊情況時,這個數字通常似乎是 0 或 1。也許偶爾是 2。但 7 似乎很少變得特殊。它通常不得不滿足於人民選擇獎。

巴爾加瓦在他的演講中告訴我們遠不止這個數論小知識,該演講的影片在海德堡桂冠論壇網站上提供。這與他在國際數學家大會上獲得菲爾茲獎時所做的演講相同。這是一個精彩且易於理解的演講,非常值得觀看。

這篇博文源自第二屆海德堡桂冠論壇(HLF)的官方部落格,該論壇於 2013 年 9 月 21 日至 26 日在德國海德堡舉行。24 位阿貝爾獎、菲爾茲獎和圖靈獎得主齊聚一堂,與 200 名精選的青年研究人員會面。

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