數學家:請你算一下將平方數放入0的郵筒的概率?郵遞員:你走開

莫比烏斯帶

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公元1858年

德國數學家莫比烏斯和約翰·李斯丁發現

把一根紙條扭轉180°後

兩頭再粘接起來做成的紙帶圈

具有魔術般的性質

普通紙帶具有兩個面(即雙側曲面)

一個正面,一個反面

兩個面可以塗成不同的顏色

而這樣的紙帶只有一個面(即單側曲面)

一隻小蟲可以爬遍整個曲面而不必跨過它的邊緣

這種紙帶被稱為"莫比烏斯帶"

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莫比烏斯函數

莫比烏斯在數學的道路上

越走越深

越來越古怪

這不,他又研究了函數

莫比烏斯在1831年

提出了

看似非常古怪

我們現在寫成μ(n)的函數

想要了解這個函數

需要藉助郵筒

我們不妨假設有3個郵筒

第一個郵筒上寫著大大的0

第二個郵筒上寫著大大的+1

第三個郵筒上寫著大大的-1

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莫比烏斯把所有的除1之外的所有平方數

的倍數統統放進寫著0的大郵筒

(平方數:像4、9、16、25這樣一個整數的平方)

包括(4、8、9、12、16、18……這種數字)

比如μ(12)=0

12是4的倍數

所以放入0的郵筒裡

在-1號郵筒中

莫比烏斯將所有奇數個質因子構成的數字

放入其中

比如:30=2×3×5,

30 只有2、3、5三個質因子

放入-1郵筒中

即μ(30)=-1

對於質數而言,比如29

μ(29)=-1

換句話說

所有的質數都在這個郵筒裡

一個整數落入-1號郵筒裡的概率是

3/π^2

最後,莫比烏斯把所有由偶數個質因子所構成的數字

(10=2×5, 6=2×3……)

放入標有+1的郵筒裡

為了平均,他將1放入這個郵筒裡了

因此+1郵筒裡應該有

1、6、10、14、15、21、22……

有一個整數落入-1郵筒和落入+1郵筒中的概率一樣了

神奇的一幕發生了……

這個函數前二十項是

{1、-1、-1、0、-1、1、-1、0、0、1、-1、0、-1、1、1、0、-1、0、-1、0}

莫比烏斯函數的神奇之處在於

科學家發現它

可以詮釋亞原子粒子

的各種物理理論相當實用

莫比烏斯函數當然還有一些其它迷人的特質

像是它不可預測的習性至今依舊無解

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還有許多優雅的數學特性都跟μ(n)有關……

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