至今为止发现几对亲和数,分别是多少,还会有么


至今为止发现几对亲和数,分别是多少,还会有么

文章插图
亲和数是一种古老的数 。遥远的古代 , 人们发现某些自然数之间有特殊的关系:如果两个数a和b , a的所有真因数之和等于b,b的所有真因数之和等于a,则称a,b是一对亲和数 。据说,毕达哥拉斯(Pythagoras, 希腊文Πυθαγρα,约前580年—前500年)的一个门徒向他提出这样一个问题:“我结交朋友时,存在着数的作用吗?”毕达哥拉斯毫不犹豫地回答:“朋友是你的灵魂的倩影,要象220和284一样亲密 。”又说“什么叫朋友?就象这两个数,一个是你,另一个是我 。”后来,毕氏学派宣传说:人之间讲友谊,数之间也有“相亲相爱” 。从此,把220和284叫做“亲和数”或者叫“朋友数”或叫“相亲数” 。这就是关于“亲和数”这个名称来源的传说 。毕达哥拉斯首先发现220与284就是一对亲和数,在以后的1500年间 , 世界上有很多数学家致力于探寻亲和数 , 面对茫茫数海 , 无疑是大海捞针,虽经一代又一代人的穷思苦想,有些人甚至为此耗尽毕生心血,却始终没有收获 。公元九世纪,伊拉克哲学、医学、天文学和物理学家泰比特·依本库拉曾提出过一个求亲和数的法则,因为他的公式比较繁杂,难以实际操作,再加上难以辨别真假,故它并没有给人们带来惊喜,或者走出困境 。数学家们仍然没有找到第二对亲和数 。直到费尔马(P.de Fermat,1601-1665)才发现了另一对亲和数:17296和18416 。十六世纪,已经有人认为自然数里就仅有这一对亲和数 。有一些无聊之士 , 甚至给亲和数抹上迷信色彩或者增添神秘感 , 编出了许许多多神话故事 。还宣传这对亲和数在魔术、法术、占星术和占卦上都有重要作用等等 。距离第一对亲和数诞生2500多年以后 , 历史的车轮转到十七世纪,1636年,法国“业余数学家之王”费马找到第二对亲和数17296和18416,重新点燃寻找亲和数的火炬,在黑暗中找到光明 。两年之后,“解析几何之父”——法国数学家笛卡尔(René Descartes)于1638年3月31日也宣布找到了第三对亲和数9437506和9363584 。费马和笛卡尔在两年的时间里,打破了二千多年的沉寂,激起了数学界重新寻找亲和数的波涛 。在十七世纪以后的岁月,许多数学家投身到寻找新的亲和数的行列,他们企图用灵感与枯燥的计算发现新大陆 。可是,无情的事实使他们省悟到,已经陷入了一座数学迷宫,不可能出现法国人的辉煌了 。正当数学家们真的感到绝望的时候,平地又起了一声惊雷 。1747年,年仅39岁的瑞士数学家欧拉竟向全世界宣布:他找到了30对亲和数,后来又扩展到60对,不仅列出了亲和数的数表,而且还公布了全部运算过程 。欧拉采用了新的方法,将亲和数划分为五种类型加以讨论 。欧拉超人的数学思维 , 解开了令人止步2500多年的难题,使数学家拍案叫绝 。时间又过了120年,到了1867年,意大利有一个爱动脑筋,勤于计算的16岁中学生白格黑尼,竟然发现数学大师欧拉的疏漏——让眼皮下的一对较小的亲和数1184和1210溜掉了 。这戏剧性的发现使数学家如痴如醉 。在以后的半个世纪的时间里,人们在前人的基础上,不断更新方法,陆陆续续又找到了许多对亲和数 。到了1923年,数学家麦达其和叶维勒汇总前人研究成果与自己的研究所得,发表了1095对亲和数,其中最大的数有25位 。同年,另一个荷兰数学家里勒找到了一对有152位数的亲和数 。在找到的这些亲和数中,人们发现,亲和数发现的个数越来越少,数位越来越大 。同时 , 数学家还发现 , 若一对亲和数的数值越大,则这两个数之比越接近于1,这是亲和数所具有的规律吗?人们企盼着最终的结论 。电子计算机诞生以后,结束了笔算寻找亲和数的历史 。有人在计算机上对所有100万以下的数逐一进行了检验,总共找到了42对亲和数,发现10万以下数中仅有13对亲和数 。但因计算机功能与数学方法的不够,目前还没有重大突破,但是,寻找亲和数未来正等待着不畏艰辛的数学家和计算机专家,同时 , 发现新的亲和数的捷报也正等待着不畏艰辛的数学家和计算机专家 。人们还发现每一对奇亲和数中都有3 , 5,7作为素因数 。1968年波尔布拉得利(PBratley)和约翰迈凯(JMckay)提出:所有奇亲和数都是能够被3整除的 。1988年巴蒂亚托(SBattiato)和博霍(WBorho)利用电子计算机找到了不能被3整除的奇亲和数 , 从而推翻了布拉得利的猜想 。他找到了15对都不能被3整除的奇亲和数,最小的一对是:a=s14045385857199和 b=s56099214955207其中s=5^47^311^313^217^21961^297107将各个因数乘起来 a=353804384422460183965044607821130625和b=353808169683169683168273495496273894069375 它们都是36位大数 。作为一个未解决的问题,巴蒂亚托等希望有人能找到最小的 。另一个问题是是否存在一对奇亲和数中有一个数不能被3整除 。还有一个欧拉提出的问题,是否存在一对亲和数,其中有一个奇数,另一个是偶数?因为现在发现的所有奇偶亲和数要么都是偶数 , 要么都是奇数 。200多年来尚未解决 。亲和数的研究主要有两方面: (1)寻找新的亲和数 。(2)寻找亲和数的表达公式 。关于后一项工作,早在9世纪,阿拉伯的学者泰比特(TabitibnQorra)就提出了一个构造亲和数的公式:如果三个数:p=32^(n-1)-1,q=32^n-1,r=92^(2n-1)-1都是素数,且p,q>2,则2^npq和2^nr就是一对亲和数 。例如,取n=2,得p=5,q=11,r=71,则2^2511=220和2^271=284是一对亲和数 。