數學上有意義的最大數字是什麼?宇宙在它面前可以忽略不計!

如果數學上存在一個最大數字N,那麼我們只要在它的基礎上加1,N+1>N是一定成立的,所以說數學上不存在最大的數。但要說在整個數學問題求解和計算過程中,出現

有意義並且最大的數字,那就不得不介紹一下,大到甚至無法用科學計數法來表示的——葛立恆數。

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葛立恆數的正確念法應該是“葛立恆,數”,這位葛立恆先生並不是中國人,而是一位美國數學家羅納德·格雷厄姆,因為妻子是臺灣數學家範仲,所以才給自己取了箇中國名字。

葛立恆數的由來就是一個數學問題的解:將一個三維立方體的所有點,兩兩之間相互連接(三維立方體一共有8個頂點,就是將一個頂點與另外7個點全部都連接起來),這樣所形成的立方體結構共有28條線段,4個點位於同一平面的面我們稱為完整面,這樣的面共有12個。那麼現在我們用A和B兩種不同的顏色給這個立方體所有線段塗色,塗色的要求就是:所有完整面內不能只有一種顏色。

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三維立方體當然可以滿足上述的條件,那麼問題來了,比三維立方體維度更高的N維超立方能否滿足上述相同的要求呢?如果可以滿足,這個N最大等於幾呢?答案就是N(MAX)=葛立恆數。

葛立恆數大到沒有任何人可以將它寫出來,甚至用此前的所有數學計數工具都無法表達出來,為此數學家高德納在1976年發明了高德納箭頭,一個箭頭情況下,基本的運算邏輯是:a↑b=a的b次方,例如2↑3=2的3次方等於8,2↑4代表2的4次方等於16。↑代表層數,1個箭頭相當於次數的1層。

當箭頭數量大於等於2個時,高德納箭頭的運算法則是從右往左計算,並且需要進行分解,降到1個箭頭的形式進行運算。

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2↑↑3最終分解就變成2↑↑3=2↑2↑2=2↑4=16,2↑↑3末尾的3代表分解到下一級底2的個數。那麼4↑↑3就等於4↑4↑4,4的4次等於256,即4↑↑3=4↑4↑4=4↑256=1.34×10的154次方。

同理,三個箭頭的情況2↑↑↑3=2↑↑2↑↑2(原來三個箭頭降級變成2個箭頭,數字3代表分解後有3個底數2),繼續分解變成2↑↑2↑2=2↑↑4=2↑16=65536。以此類推,不管有幾層箭頭都需要將箭頭逐級化簡到1層箭頭的情況。

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瞭解了這種運算方式,我們就可以放大招來表示葛立恆數了,如上圖G代表葛立恆數,整整64層!如果數學的表示方法不夠形象,可以用宇宙來比喻,宇宙有約2000億顆像銀河系這樣的星系,每個星系有約2000億顆像太陽這樣的恆星,每個恆星系還包含了各種行星和衛星,如果我們將宇宙中這一切的物質分解成最小的原子,這些原子的數量依舊比葛立恆數小!

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但葛立恆數並不是目前最大且有意義的數,只能排在第二,tree(3)才是目前最大的有實際意義的數字。

所謂的tree(3)就是一種畫樹的遊戲,類似於我們初中的樹狀圖,用圓圈和線段來代表不同的圖形,並且用幾不同的顏色來填充圓圈。

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遊戲要求:第一個圖形只能有一個圓圈,第二個圖形的圓圈不超過2個,第三個圖形的圓圈不超過3個。以此類推,第N個圖形的圓圈不能超過N個,同時還要求前面圖形不能是後面圖形的某一部分。那麼tree(3)就代表用三種顏色來填充圓圈,這樣符合條件的圖形個數就是tree(3)了。如果葛立恆數需要用64層高德納箭頭表示,那麼tree(3)就需要用葛立恆數層的高德納箭頭表示!

這已經大的無法想象了,你拿起筆寫一串數字,從宇宙的一端寫到另一端都裝不下葛立恆數,更不要提tree(3)了!


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