歐陽維誠
北京有一家酒店,店名叫做“天然居”.店里有一副對聯(lián):
客上天然居,居然天上客.
顧客走進這家酒店,看了這副對聯(lián),感到自己居然是天上的來客,在沒有得到物質(zhì)享受之前,就得到充分的精神享受了.
無獨有偶,文學中有回文聯(lián)回文詩,數(shù)學中也有一種回文數(shù).
什么叫回文數(shù)?隨便看一自然數(shù),例如2 001,將它各位數(shù)字的次序倒過來,就得到一個新自然數(shù)1 002,稱為原數(shù)的反序數(shù).例如2 001與1 002互為反序數(shù),1 999與9 991、318與813、17與71等等,都互為反序數(shù).
一般地說,一個數(shù)與它的反序數(shù)并不相等.例如2 001就不等于1 002,1 999也不等于9 991.有的數(shù)與它的反序數(shù)是相等的.例如2 002的反序數(shù)仍為2 002,343的反序數(shù)仍為343,像這種與它的反序數(shù)相等的數(shù)就稱為回文數(shù).2 002、343都是回文數(shù).除此之外,還有其他的回文數(shù),如55、1 001.
回文數(shù)有許多有趣的性質(zhì).數(shù)學家對它進行了深入的研究,但還有許多問題沒有解決,留下了不少關(guān)于回文數(shù)的猜想.
我們看一個有趣的操作:
隨便一個數(shù),例如97,它不是回文數(shù),把它與它的反序數(shù)相加,97的反序數(shù)是79,將兩數(shù)相加97+79=176.
176仍然不是回文數(shù),再將上述運算過程繼續(xù)下去,將176與其反序數(shù)671相加176+671=847,如此繼續(xù)下去,便逐步得到847+748=1 595,1 595+5 951=7 546,7 546+6 457=14 003,14 003+30 041=44 044.
終于得到了一個回文數(shù).事實上可以證明:任何一個兩位數(shù),若不是回文數(shù),則加上它的反序數(shù).如果其和仍不是回文數(shù),那么再重復上述步驟,經(jīng)過有限次這樣的加法運算之后,一定能得到一個回文數(shù).
對于大多數(shù)不是兩位數(shù)的自然數(shù),也有類似的性質(zhì).例如對三位數(shù)197來說,我們有:
197+791=988,
988+889=1 877,
1 877+7 781=9 658,
9 658+8 569=18 227,
18 227+72 281=90 508,
90 508+80 509=171 017,
171 017+710 171=881 188.
最后也得到了一個回文數(shù).能不能將這些結(jié)果推廣,得到下面的猜想呢?
任何一個不是回文數(shù)的正整數(shù),加上它的反序數(shù),若其和仍不是回文數(shù),則再加上其和的反序數(shù).如此不斷地重復上述步驟,經(jīng)過有限次這樣的運算之后,一定能得到一個回文數(shù).
這個猜想是否成立?目前尚未證明也未否定.雖然電子計算機對很多數(shù)的檢驗都支持這一結(jié)論,但有些數(shù)并不“馴服”.197這個數(shù),我們只做了七次加法運算就得到了回文數(shù),但對196來說,情況就完全不是那么一回事了.據(jù)說有人用計算機作過幾十萬次運算,尚未得到回文數(shù),也未能證明它不能產(chǎn)生回文數(shù).
這個猜想與著名的哥德巴赫猜想一樣,猜想的內(nèi)容小學生都能聽懂,但要解決它,大學者也無能為力.也許和哥德巴赫猜想一樣,它也是一個世界級的難題.