第一章 邪恶的数和友好的数
现为麻省理工学院大学生的米歇尔·弗里德曼,1985年在布鲁克林高中毕业班就读时春风得意,获得了当年的威斯汀豪斯科学天才奖的第三名。为了他这一获奖项目,他不想用海虾、果蝇或扁虫来弄脏自己的手,也不想处理随便任何一个多年遗留下的理论上的问题。不,他只是挑选了堪称数学上最古老而未决的问题来对付。那是困扰着古希腊人和自那以后的每个人的一个问题:即存在奇数完全数吗?
毕达哥拉斯及其好友认为,整数的完满性,即完全数是任何其所有除数之和(该除数本身外)等于该数本身的整数。第一个完全数是6。它可被1、2和3整除并且是1、2和3之和。第二个完全数是28。它的除数是1、2、4、7和14,这些数加起来为28。希腊人所知道的就是这些,尽管他们做过尝试,但没有发现奇数完全数。
圣经评论家注意到,完全数6和28反映在宇宙的结构中:上帝在6天内创造了世界,月亮每28天绕地球一周。然而,使这些数字成为完全数的是其本身,而不是凭经验所了解的世界的任何联系。圣·奥古斯丁是这样表述的:“6本身是一个完全数,并不是因为上帝在6天内创造了万物才如此;倒不如反过来说才对:因为6是完全数,所以上帝在6天内创造了万物。即使不存在6天工作一说,6依然会是个完全数。”
“数学的整个领域都极其散漫,”坦普尔大学数学教授小彼得·哈及斯说,“我研究完全数是出于闲散的好奇心,因为它可能是最古老的未决问题。研究它也许意义不大,然而这一问题如此古老,没有人认为对之进行研究完全是浪费时间。如果这一问题是5年前第一次提出来的,那它是决不会令人感兴趣的。”
无论在哪一领域,达到完善总是很难的,偶数完全数也不例外。但是,人们至少知道它们是存在的。我们已发现了30个偶数完全数,最大的是一个由13万位阿拉伯数字组成的庞然大物:2216,090(2216,090-1)。也许第三十一个完全数不会出现了,因为早在2300多年前数学家就已知道有无穷多的素数(即只能被1和它本身整除的数),但在同一时期,他们却不能决定完全数是不是无限的。
要是在俄国茶室或“四季”咖啡馆里喝着可乐会见米歇尔·弗里德曼我会很高兴的,但他宁可让我们在斯替韦桑特中学他的校长办公室中见面,而该校是曼哈顿数学家和科学家的中心。传说,爱因斯坦不能做加减运算,但可在睡梦中研究高深的数学。米歇尔的情况也可以这么说。在选择我们会见时间这种简单的事情中就体现了出来,因为这位杰出的小伙子不适于将中学时间——“第三节”和“第五节”——转换成我们常人所遵照的小时和分钟。然而一旦我们真聚到了一起,这位腼腆的天才就口若悬河地谈论起来,一下成了使人兴趣盎然的人了。
米歇尔告诉我:“去年我为一位数学老师写一篇论文,我知道关于奇数完全数的问题。这问题使我感兴趣,因为它很简单,可还没人找到答案。”接着,米歇尔首先回顾了完全数的历史。
古人只知道4个完全数,它们是:6,28,496和8,128。欧几里得认识到——大概只有古希腊的神祗才晓得他是如何知道的
完全数 ………… 位数
1. 21 (22-1 ) =6…………1
2. 22 ( 23-1 ) =28…………2
3. 24 (25-1) =496…………3
4. 26 (27-1) =8,128…………4
5. 212 (213-1) =33,550,336…………8
6. 216 (217-1 ) =8,589,869…………056