2004 年7 月,美國(guó)東西海岸豎起了兩塊神秘的廣告牌。一塊立在哈佛廣場(chǎng),另一塊立在硅谷101 號(hào)高速公路路邊。兩塊廣告牌都是純白色的背景,上面用醒目的黑色寫(xiě)著如下一道測(cè)試題:
{ 常數(shù)e 的連續(xù)數(shù)字中第一個(gè)出現(xiàn)的10 位質(zhì)數(shù)}.com。即找出這個(gè)數(shù)字,加上.com,訪問(wèn)該網(wǎng)站。
如你所料,廣告牌吸引了公眾的視線。大批愛(ài)好數(shù)學(xué)的博主們開(kāi)始寫(xiě)跟廣告牌有關(guān)的文章,接著,全國(guó)公共廣播電臺(tái)做了一篇關(guān)于這道謎題的報(bào)道。第一批解開(kāi)謎題的人里,有一位特立獨(dú)行的物理學(xué)家兼數(shù)學(xué)家,名叫斯蒂芬·沃爾夫勒姆(Stephen Wolfram)。沃爾夫勒姆只用“Mathematica”寫(xiě)了一行代碼,就解決了廣告牌上的難題。
沃爾夫勒姆1959 年出生于倫敦,是個(gè)神童,17 歲就發(fā)表了有關(guān)夸克的重要論文。3 年后,他在加州理工學(xué)院獲得粒子物理學(xué)博士學(xué)位。20 世紀(jì)80 年代,沃爾夫勒姆拿到了一筆麥克阿瑟獎(jiǎng)學(xué)金,在高等研究院(Institute for Advanced Study)工作,與理查德·費(fèi)曼(Richard Feynman)共事。1987年,他與合伙人共同創(chuàng)辦了沃爾夫勒姆研究公司(Wolfram Research),針對(duì)科學(xué)家及工程師推廣一種專(zhuān)用的全球性計(jì)算軟件“Mathematica”。
讓我來(lái)解釋一下廣告牌上是在問(wèn)什么。先從大括號(hào)里的小寫(xiě)字母e 開(kāi)始。它是歐拉常數(shù)(Euler’s number),約等于2.718 28。對(duì)常數(shù)e 的一種解釋是,衡量復(fù)利力度的一個(gè)尺度。比如,你找高利貸借了1 美元,利息為100%,按日計(jì)息,到年底,你會(huì)欠下e 美元,也即2.71 美元。
復(fù)利只是e 的化身之一。這是一個(gè)近乎神秘的數(shù)字,出現(xiàn)在各種不同的數(shù)學(xué)環(huán)境下(大多數(shù)和高利貸無(wú)關(guān))。從這個(gè)角度說(shuō),e 和更出名的數(shù)字π 有點(diǎn)像,后者出現(xiàn)在許多和圓沒(méi)有關(guān)系的公式里。和π 一樣,e 無(wú)法確切地用十進(jìn)制表示。它是一個(gè)無(wú)盡的數(shù)字串,從2.718 28……開(kāi)始,永不重復(fù)。
這就是為什么它適合這道謎題。因?yàn)閑 的數(shù)字永不重復(fù),如果你觀察的時(shí)間足夠長(zhǎng),就能找出任何數(shù)字序列。你的電話號(hào)碼就藏在e 的某個(gè)地方;其他人的電話號(hào)碼、信用評(píng)分、棒球安打率,也都能從e 里找到;世界人口總數(shù)、明天的樂(lè)透大獎(jiǎng)號(hào)碼,還有摩洛哥城市丹吉爾現(xiàn)在的溫度,全都有。廣告牌要求的是e 中出現(xiàn)的第一個(gè)10 位質(zhì)數(shù)。質(zhì)數(shù),指的是不能被除1 或本身外的其他任何數(shù)字整除的數(shù)字。7 是質(zhì)數(shù),23 也是;8 不是質(zhì)數(shù),因?yàn)樗梢员? 和4 整除;25 不是質(zhì)數(shù),它可以被5 整除。自古希臘時(shí)代起,人們就知道質(zhì)數(shù)有大有小,它的分布是沒(méi)有規(guī)律的。