4 000 000 000 000 000 000 проверок впустую: почему современные процессоры бессильны против гипотезы Гольдбаха

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

В математике есть задачи, которые выглядят как издевательство над здравым смыслом. Их условия понятны первокласснику, но решение не поддается ни гениям, ни суперкомпьютерам. Гипотеза Гольдбаха — абсолютный чемпион в этом весе. Она дразнит ученых своей очевидностью уже три столетия.

Суть проблемы укладывается в одно предложение: Каждое четное число больше двух можно представить как сумму двух простых чисел.

  • 4 = 2 + 2
  • 10 = 5 + 5 (или 3 + 7)
  • 100 = 3 + 97 (или 11 + 89)

Казалось бы, бери и подбирай. Но именно здесь начинается бездна.

Великие умы прошлого столетиями искали подвох в «детской» задаче, но так и не нашли его.
Великие умы прошлого столетиями искали подвох в «детской» задаче, но так и не нашли его.
Автор: aistudio.google.com Источник: aistudio.google.com

Почему это вообще проблема?

Главная сложность кроется в природе простых чисел (тех, что делятся только на 1 и на себя). Это «атомы» математики, из которых через умножение строятся все остальные числа. Мы прекрасно понимаем их мультипликативную природу (на этом построена вся современная криптография, например, алгоритм RSA).

Но гипотеза Гольдбаха требует от нас складывать их. Это все равно что пытаться построить идеально ровную стену, используя камни, созданные природой для строительства арок. Инструменты, заточенные под умножение, ломаются при попытке применить их к сложению. Простые числа распределены в числовом ряду псевдохаотично. Предсказать, где появится следующее простое число, невероятно трудно, а доказать, что для любого четного числа N всегда найдется пара простых p1 и p2, таких что p1 + p2 = N — задача за гранью текущих возможностей математики.

Трагедия в свете керосиновой лампы и «метод решета»

За сухими формулами скрываются реальные человеческие драмы. Ближе всех к решению подошел китайский математик Чэнь Цзинжунь. В разгар Культурной революции, в крошечной каморке при свете керосиновой лампы, он доказал теорему, которую теперь называют «1 + 2».

Чэнь Цзинжунь работал над доказательством в крошечной каморке при свете лампы, пока вокруг бушевала Культурная революция.
Чэнь Цзинжунь работал над доказательством в крошечной каморке при свете лампы, пока вокруг бушевала Культурная революция.
Автор: aistudio.google.com Источник: aistudio.google.com

Что это значит? Чэнь доказал, что любое достаточно большое четное число можно представить как сумму простого числа и числа, у которого не больше двух простых множителей (то есть почти простого). Он использовал усовершенствованный «метод решета» — способ фильтрации чисел, похожий на древнее решето Эратосфена, но гораздо более сложный и тонкий. Это был колоссальный прорыв, но сделать последний шаг — убрать этот «лишний» множитель и получить чистую схему «1 + 1» — так и не удалось.

Брутфорс против бесконечности

Сегодня мы можем проверить гипотезу «в лоб» (методом перебора, или брутфорсом). Современные суперкомпьютеры перемалывают цифры вплоть до 4 квинтиллионов (4 с 18 нулями), и каждый раз результат сходится. Для инженера этого было бы достаточно: если мост стоит 4 квинтиллиона лет, значит, он надежен. Но для математика это не доказательство.

Бесконечность коварна. История знает примеры, когда гипотезы ломались на числах с сотнями нулей (например, гипотеза Пойа). Контрпример к Гольдбаху может прятаться там, куда не доберется ни один кремниевый процессор, даже если заставить его работать до тепловой смерти Вселенной.

Даже мощности современных суперкомпьютеров пасуют перед бесконечностью числового ряда. Визуализация сложности вычислений.
Даже мощности современных суперкомпьютеров пасуют перед бесконечностью числового ряда. Визуализация сложности вычислений.
Автор: aistudio.google.com Источник: aistudio.google.com

Парадокс Гольдбаха учит нас смирению. Мы запускаем ракеты и обучаем нейросети, но до сих пор не понимаем фундаментальное свойство чисел, которыми пользуемся каждый день. Возможно, это утверждение истинно, но недоказуемо в рамках нашей системы аксиом (привет теореме Гёделя). И это пугает больше всего: видеть истину, но не иметь возможности к ней прикоснуться.

Изображение в превью:
Автор: aistudio.google.com
Источник: aistudio.google.com
Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)
Об авторе
Садовод, огородник, дачник с руками. Пишу о том, что сам посадил, построил или починил. Теорию оставлю другим — я проверяю всё на практике. Ведь только личный опыт даёт те самые правильные и нужные знания.

6 комментариев

Добавить комментарий

a
Забавный народ эти филосовы-матаматики. Почему-то оч.длинные цифры их пугают, а фишка с наблюдением за поведением интерференцинной картины света — нет) ИМХО как раз она должна больше пугать, что даже пытаясь определить положение или импульс фотонов выпущенных милларды лет назад получается переменнуая картинка «на стенке». Т.е. при попытке измерить свет через миллиард лет от его прохождения щелей в преграде (грав.линза) меняет его свойства перед падением «на стенку» в наше уже время. Т.е. факт измерения мгновенно меняет свойства света «вылетевшего» миллиард лет назад. Звучит, как бредятина, но вот тут же недавно на ихбт была статья про это…
a
А что удивительного в том, что измерение меняет состояние (а не свойства) микрообъекта? Пните камешек на дороге, лежавший там год — он тоже изменит состояние.
a
Возможно я неточно сформулировал, вот эту статью почитайте: https://www.ixbt.com/live/science/proshlogo-ne-suschestvuet-kak-kvantovaya-mehanika-razreshaet-nastoyaschemu-vliyat-na-svershivsheesya.html
a
Читал. Наукообразная хрень, написанная ИИ.
С чего вы решили, что обычная вероятностная картина мира вдруг должна как-то меняться для микромира? Там ее просто нельзя игнорировать в отличии от некоторых задач классической физики.
a
Статья та мне не показалась написанной ИИ, но возможно вы правы.
a
Мне кажется, философы от науки сами себя изрядно запутали. Причина простая — очень необычная оказалась квантовая механика при ее зарождении. Не привыкли люди описывать одну изолированную частицу чисто вероятностным способом. Вот и появились разные интерпретации.
Мне ближе всего интерпретация Фока. Видимо потому, что нам преподавал один из его учеников. )))
«Волновая функция каждого микрообъекта является объективной характеристикой его реального состояния в определённых классическим образом внешних условиях. Она определяет вероятности появления различных результатов взаимодействия данного микрообъекта с другими объектами. При многократном повторении определённых внешних условий вероятности результатов взаимодействия с другими объектами проявляются в виде определённой частоты появления результатов. Эти частоты дают возможность осуществить статистическое истолкование волновой функции.»

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Как живут в Супай, самом изолированном поселении США

У слова «изоляция» дурная слава. В умах людей всплывает либо недавняя самоизоляция во время пандемии, в которой, прямо скажем, хорошего было мало, либо изоляция кабелей в электрике, где, как...

Раритеты СССР, которые могут быть у вас дома: 6 вещей с неожиданной ценностью

При разборе старого шкафа легко оставить семейные фотографии, а остальное отправить в коробку «на выброс». Между тем коллекционный интерес иногда представляют самые неприметные предметы: советский...

Бюджетный способ попробовать костную проводимость с ИИ: обзор наушников Sanag B77S Pro Max

Костная проводимость звука — технология, которую сложно оценить по обычным характеристикам. В таких наушниках звук воспринимается не совсем привычным способом, а сама конструкция...

Княженика — ягода, которая выдерживает минус сорок, но боится жары: почему одиночный куст не даёт ягод и как вырастить её правильно

Княженику возили к царскому столу, а сегодня её можно поселить на своей грядке. Ягода мелкая, но ароматнее любой клубники. Делюсь опытом, как приручить арктическую малину в средней полосе.

Серая белка против рыжей: как завезённый конкурент меняет европейские леса без прямой охоты на соперника

Если смотреть на серую и рыжую белок в одном парке, трудно представить между ними серьёзную борьбу. Они не выслеживают друг друга как хищник добычу и не пытаются физически уничтожить соседний вид....