7的擂台赛

7的擂台赛

所谓“打擂台”,实际上就是比赛的一种特殊形式。许多武侠小说名家把它写得如火如荼,以此吸引了大量读者。

可是,“打擂台”这种形式,在数学的历史发展上,确曾起过不小的作用。

在文艺复兴时期,意大利出了不少第一流的数学家。不过,那时的数学家对于自己的“绝技”,往往藏而不露。然而消息总会泄漏,于是,“花香招蝶来”,各路英雄好汉都会闻讯而来,既有“拜师”者,也有“偷拳”人。

当时的数学高手们大都文人相轻,互不服气,喜欢互相比本领,如同武林高手一样,一定要分个高下。比武的办法一般是两人对阵,每人各出若干道题目让对方去解答,多者算赢。这就非常像中国绿林好汉的“打擂台”了。失败者脸上无光,学生们脚底抹油,不告而别;胜利者却是红光满面,弟子增多,钱袋鼓起。

其时出了一位数学高手,原名丰塔纳(Fontana)。12岁那年,丰塔纳被入侵的法国兵砍伤头部,引起口吃,从此说话结结巴巴,人们就给他一个绰号“塔尔塔利亚”,意思是“口吃者”。他出身贫寒,勤奋刻苦,终于自学成才,声名鹊起。

塔尔塔利亚宣布自己找到了三次方程的解法。有人听了不服气,认为他吹牛,要求公开较量。公元1535年,当时一位名叫菲奥尔的数学家上门挑战。擂台摆在著名的水城威尼斯,两人各向对方提30个问题。比赛结果,塔尔塔利亚在两小时内解决了菲奥尔所提出的全部问题,而菲奥尔却解不出塔尔塔利亚所提的任何问题。于是,塔尔塔利亚大获全胜,菲奥尔以惨败告终。

现在倒也有个“七巧数组”游戏,可以用“擂台赛”的形式来进行。参赛者可以是一对一,也可以是二对二(主攻手,副攻手;也可以采取男女混合双打的方式),甚至是集体对抗(例如每组5或10人,分成两组对垒),时间也可长可短,主要由所出题目的多少来定。

大家都知道,不论东西方,全都公认7是一个非常重要的自然数。我国古代有“北斗七星”“曹子建七步成章”,晋朝有“竹林七贤”,明朝的文人学者更有“前七子”和“后七子”,智力玩具中有大名鼎鼎的“七巧板”。在西方,7的重要程度也丝毫不亚于东方,每星期有七天,“猫有七条命”乃至那首脍炙人口的数学长诗(今有七个老太婆,一道动身去罗马……),等等,有关典故简直多得无法一一列举。

尽管没有三次方程那样复杂、难解,但是7的整除性仍是极其令人关注的。它同2,3,4,5,6,8,9,10,11,12等不一样,迄今为止,任何国家都没有把7的整除性纳入教学大纲中,因而教材里自然不会有这种内容了。

前几年,美国纽约一位医生里昂斯先生,声称他已发明了一种简单而有效的测试法,可以轻而易举地一举解决多位数能否被7整除的问题;如果除不尽的话,可以立即给出余数。可惜,他的方法其实是站不住脚的(以上有关材料,请参看2006年第二期《自然》上由我所撰写的论文。此文写得深入浅出,一般人都能看懂)。这位先生虽然与韩国的黄禹锡不同,并非存心造假;但他的结果只是瞎猫碰到死老鼠,纯属偶然巧合而已。

今以三位或四位数为例,对我所创造的方法加以简单说明。事实表明,任何人都可以一学就会,真的执行起来,并不比其他整除性判别法困难多少。另外还有一个突出的优点:如果该数不能被7整除,那么,用这种方法可以立即给出它的余数。

例如要判别一个四位数1225能否被7除尽时,可以先把它分为前后两段(中间用一条短的竖线隔开,也可以不用,心照不宣,自己掌握):

12|25,

然后把前段的12“翻一番”,加到后段上去,便得到

12×2+25=24+25=49。

由于49能被7除尽,所以我们马上可以肯定原先的四位数1225一定也能被7整除。

你不妨换别的数试试,保证绝对正确。

有了这些准备之后,下面就可以正式进行单打、混合双打或集体比赛了。

事先准备好一只口袋,里面放入1,2,3,4,5,6,7,8,9这9个不同数字。然后由蒙上眼睛的公证人从中摸出4个数字,这就算第一题了。连摸几次,可多可少,但一般不宜超过10题,免得比赛时间太长。

把4个数字任意颠倒,共有24个不同的数。不妨就拿1,2,3,4为例,其中只有共3个可以被7除尽。然而对另外的4个数1,3,4,8来说,24个组合中,却只有两个了,它们是1834与8134;剩下来的22个统统不行。

3241,4123,4312

谁能又快又准地说出这些结果,谁就是胜者。由此可见,就像下围棋、打乒乓球一样,谁胜谁负,完全取决于技艺的高下。而且,这种比赛方式完全是客观、公允和合理的。