难逃“如来佛的掌心”
《西游记》里的孙悟空是一个神通广大,本领高超的人物,他能七十二变,变虫、变树、变鬼怪;还会腾云驾雾,一个筋头可翻出十万八千里外。但不管他怎样变幻,一蹦有多远,总还是落在如来佛的掌心里,难以逃脱。这当然只是一个神话故事。但是数学家发现,这样的现象竟然也会在数学的变幻中出现。
任意取一个自然数,不论这个数有多大,是奇数,还是偶数,它总会跌进一个循环的怪圈“4→2→1”里去,或者说最终总能得到1。这些数字也像孙悟空的筋斗一样,翻不出如来佛的掌心。
这个特定的规则是什么呢?其实很简单:一个自然数,如果是偶数,那么用2去除它;如果是奇数,则将它乘以3并加上1,如此反复计算,就会得到上述的结论。
让我们试一试。比如,3是奇数,乘以3再加1,得10,10是偶数,除以2,得5,5是奇数,乘以3再加上1,得16,如此继续计算下去,最后变成1。
再如,从7出发:
7→22→11→34→17→52→26→
13→40→20→10→…→1。
如果从27出发,你会发现,得数忽大忽小,七拐八变,经过一百多步,最后也是回到1,你来试一试,好吗?
……
有位数学家用计算机对7000亿以下的自然数逐一进行试算,结果无一例外。
30多年前,日本数学家角谷静试图证明它,但几经挫折,失败了。后来,又有许多数学家作尝试,也都没能成功,现在,人们只能把它叫做“角谷猜想”。
想想练练:从27出发,验证角谷猜想。任意写出一个三位数,验证角谷猜想。