余壯
許多朋友都知道,在銀河系的中心有一個黑洞,它的密度大得驚人,所有的東西只要靠近它都會被吸進(jìn)去。奇妙的是,數(shù)學(xué)里居然也有黑洞,它們也有很大的魔力,能把很多數(shù)字“吸”進(jìn)去,使它們找不到出路。
20世紀(jì)上葉,西緒福斯黑洞,即123數(shù)字黑洞,被率先提出來了。數(shù)學(xué)中的123原本就跟英語中的ABC一樣平凡,但是,如果按照以下的運算順序,你就會發(fā)現(xiàn)其實它并不簡單:任意取一個數(shù)字串,長度不限,依次寫出該數(shù)字中的偶數(shù)個數(shù)、奇數(shù)個數(shù)以及總的數(shù)字個數(shù),再把這三組數(shù)從左到右寫成一個新數(shù)。重復(fù)以上步驟,看看最后會得出什么結(jié)果。
以1234567890為例,它有5個偶數(shù)數(shù)字(注:0作偶數(shù)數(shù)字),5個奇數(shù)數(shù)字,共10個數(shù)字,則新數(shù)為5510;接著再往下看,5510這個數(shù)字中,有1個偶數(shù)數(shù)字、3個奇數(shù)數(shù)字,共4個數(shù)字,所以新得出的數(shù)字為134;再往下,134這個數(shù)字中,有1個偶數(shù)數(shù)字、2個奇數(shù)數(shù)字,共3個數(shù)字,新得出的數(shù)字為123。結(jié)論就是:按上述算法計算數(shù)字1234567890,最后必定得出123的結(jié)果。換言之,任何數(shù)的最終結(jié)果都無法逃出123數(shù)字黑洞。
西緒福斯黑洞的發(fā)現(xiàn),激起了數(shù)學(xué)家們對該領(lǐng)域的深厚興趣。1955年,卡普耶爾又發(fā)現(xiàn)了著名的6174四位數(shù)黑洞,即把一個四位數(shù)的四個數(shù)字按照由小至大的順序排列,組成一個新數(shù),又把新數(shù)由大至小排列,組成另一個新數(shù),然后將這兩個數(shù)相減,之后重復(fù)這個步驟。只要四位數(shù)的四個數(shù)字不重復(fù),數(shù)字最終都會變成6174。如3109這個數(shù),按規(guī)則重新排列后,最大數(shù)9310,最小數(shù)0139(注意:0不可省略)。9310-0319=9171,9711-1179=8532,8532-2358=6174。奇妙的是,6174這個數(shù)也會變成6174,如7641-1467=6174。
不久之后,又有學(xué)者提出了神奇的153數(shù)字黑洞,并給它取了個美妙的名字——水仙花數(shù)黑洞。任意找一個3的倍數(shù)的數(shù),先把這個數(shù)的每一個數(shù)位上的數(shù)字都立方,再相加,得到一個新數(shù),然后把這個新數(shù)的每一個數(shù)位上的數(shù)字再立方、求和……重復(fù)運算下去,最后會得到數(shù)字153。
例如:63是3的倍數(shù),按上面的運算規(guī)律計算如下:
63+33=216+27=243→
23+43+33=8+64+27=99→
93+93=729+729=1458→
13+43+53+83=1+64+125+512=702→
73+03+23=343+0+8=351→
33+53+13=27+125+1=153→
13+53+33=1+125+27=153
數(shù)學(xué)黑洞太有意思了,它讓我們領(lǐng)略到了數(shù)學(xué)世界的奇妙與博大精深。
☆編輯/張燁