世界上最大的数学证明在2天内解决,200 TB大小

你认为高中时写代数证明很难吗?再想想。

三位杰出的数学家刚刚解决了一个长达十年的难题,从而产生了世界上最大的数学证明-一个高达200 TB的文本文件。

它有多大?一个TB的容量如此之大,足以容纳约337920本列夫·托尔斯泰的《战争与和平》,这是有史以来写得最长、最厚的小说之一。

此外,数学证明的大小实际上相当于保存在美国国会图书馆的整个数字化文本档案。

该校样还轻松打破了此前世界上最大的数学校样13千兆字节的记录。

那么这三位科学家是如何完成这一壮举的呢?

德克萨斯大学的研究人员Marijn Heule、斯旺西大学的Oliver Kullmann和肯塔基大学的Victor Marek创建了一个大纲,并编写了一个超级计算机程序,通过数万亿种颜色组合可能性进行研磨,以解决布尔毕达哥拉斯三元组问题。

这个问题自20世纪80年代以来一直困扰着数学家,它是关于毕达哥拉斯关于三角形边长的著名定理:a2+b条2=c2.

某些数字集可以用整数满足定理。一个例子:32+ 42= 52.

但如果所有整数都必须选择一种颜色:红色或蓝色,会怎么样?

因此,布尔毕达哥拉斯三元组问题提出了这样一个问题:是否可以将每个正整数都涂成蓝色或红色,这样就没有一组整数a、b和c都是相同的颜色?

为了解决这个难题,Heule、Kullmann和Marek应用了称为Cube-and-Conquer的范式,这是SAT方法的混合,用于解决难题。该范式同时使用CDCL解算器和look-ahead技术。

在将证明编程到超级计算机之前,这三人还通过使用几种技术将可能性减少到1万亿,自己进行了数学运算。

然后,得克萨斯大学的800名处理器运行了两天,勉强找到了答案。在完成其工作并输出一个200 TB的文件后,证明表明是的,可以用多种方式对整数进行着色,但最多只能使用7824个。在这之后,就不可能了。

这三人通过另一台超级计算机验证了他们的证明。

尽管该团队已经找到了令人费解的证据的答案,但它确实引发了更多的问题:为什么在7825处有一个截止点?为什么第一次拉伸是可能的?

但与此同时,还有一个有趣的问题:这三位科学家是否因确定证据而获得奖项?

是的,他们做到了。20世纪80年代提出布尔毕达哥拉斯三元组问题的数学家罗纳德·格雷厄姆(Ronald Graham)提出了一个挑战,即无论谁解决了这个问题,都将获得100美元的奖励。格雷厄姆兑现了诺言,把奖金交给了研究团队。

该团队的发现是作为特色的康奈尔大学在线图书馆。

照片:David Goehring|Flickr公司

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