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
| Статья | Наука и космос

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.
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.
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.
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
Разносторонний человек.

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

Призраков не существует: новая математическая структура объяснила эффект темной материи без невидимых частиц

Галактики вращаются слишком быстро. Окраины спиральных структур движутся с такой скоростью, что гравитация видимого вещества — всех существующих там звезд, планет и газовых...

Почему Трухильо называют городом вечной весны и стоит ли его посетить

Погода не устает мучить людей своими перепадами: летом становится невыносимо жарко, зимой заваливает снегом, и вообще хочется вечной весны с ее умеренными температурами, но это лишь мечты…...

Борода: 5 причин, почему на Руси берегли растительность на лице (от штрафов до Шнобелевки)

  • Тематическая подборка
  • Оффтопик
Почему борода на Руси стоила дороже пальца и как она помогала выжить в драке? 5 причин: от пропуска в Рай до бунта против бритвы. Как обычная растительность на лице стала символом свободы и веры.

FiiO опять взялись за старое: представлен автоматический виниловый проигрыватель TT11

Индустрия воспроизведения звука с виниловых пластинок пока еще на подъеме, выпускают новые музыкальные релизы на пластинках, производят проигрыватели в разных ценовых диапазонах. Это даже модно....

Группа «БиС» воссоединилась спустя 17 лет на концерте Влада Соколовского: как это было

Девятого апреля во время сольного концерта российского певца Влада Соколовского было объявлено о воссоединении группы «БиС», распавшейся 17 лет назад. На сцене появился Дмитрий Бикбаев, второй...

Букет вянет за день? 10 видов цветов, которые держатся 3–4 недели и советы по уходу

Цветы вянут за день? Вот 10 видов, которые простоят в вазе до 4 недель: хризантемы, розы, гвоздики и другие. Конкретные советы по уходу плюс отдельные лайфхаки для каждого вида.