中國日報網(wǎng)環(huán)球在線消息:據(jù)英國《泰晤士報》報道,18名世界頂級數(shù)學家憑借他們不懈的努力,歷時四年,完成了世界上最復雜的數(shù)學結(jié)構(gòu)之一“E8”的計算過程。如果在紙上列出整個計算過程所產(chǎn)生的數(shù)據(jù),其所需用紙面積可以覆蓋整個曼哈頓。
“E8”困擾數(shù)學界長達120年
四年來,這18名科學家便一直將自己關(guān)在實驗室里,心思全部花在人類已知的一個最具吸引力的數(shù)學計算上。盡管E8的計算結(jié)果還無法立即得到應(yīng)用,但普通人想要搞清楚它的來龍去脈可能還需要一名獲得數(shù)學博士的人的幫助。雖然事實如此,但這個數(shù)學家小組畢竟還是解決了困擾數(shù)學界長達120年,曾經(jīng)一度被視為“一項不可能完成的任務(wù)”的數(shù)學難題。
E8是“李群”的一個實例。李群這一理論是19世紀挪威數(shù)學家索菲斯·李(Sophus
Lie)提出來的,用于解釋對稱物體可隨意移動而保持形狀不變這一現(xiàn)象。舉一個相對簡單的例子,一個三維球體繞它的軸心旋轉(zhuǎn)時,無論從哪一個角度看,它的形狀都是不變的。而E8解釋的是57維物體的對稱性,其中的一個原因只有高級數(shù)學家才會知道——E8本身就具有248個維度。
馬里蘭大學數(shù)學教授、該研究項目負責人杰弗里·亞當斯(Jeffrey
Adams)說:“它有點像人類基因工程,這一工程的的目的就是為了繪制包含一個人所有遺傳信息的DNA的圖譜。我們要做的就是‘繪制’E8的結(jié)構(gòu),展現(xiàn)其所有不同的表現(xiàn)形式。如果有人認為我們是一群瘋子,從一定程度上說,他們是對的。但這畢竟是最高層次的數(shù)學問題,也是我能夠想到的最有意思的事情。”
計算結(jié)果數(shù)據(jù)量可用MP3連續(xù)播放45天
E8計算過程中出現(xiàn)的一個主要問題便是,這個數(shù)學家小組的計算所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量是驚人的龐大。他們僅為計算機編制計算公式的程序就用去了2年時間。在接下來的第3年,他們又是要找到一臺計算能力超強的計算機完成計算。最后,華盛頓大學的超級計算機“塞奇”(Sage)花了77個小時得出答案。
人類基因工程需要十億字節(jié)的磁盤存儲空間,E8則需要600億字節(jié),如果將這些空間用于存儲MP3,可連續(xù)播放45天。雖然很少有跡象顯示E8有哪些實際上的應(yīng)用,但亞當斯教授相信,它可能幫助物理學家解釋他們面臨的一些問題。E8原是物理學弦理論的產(chǎn)物。一些物理學家相信E8在解釋有關(guān)物質(zhì)的理論中扮演著至關(guān)重要的角色。可能在未來的某一天,這一計算將幫助物理學家揭開宇宙的奧秘。
麻省理工學院數(shù)學教授大衛(wèi)·沃甘(David
Vogan)說:“這是一項龐大的工程,需要付出龐大的努力,但其中的樂趣也是無窮的。這就如同爬山一樣,爬到半山腰的人最終都想爬到山頂上去。能夠參加這么一項工作是一件樂事,同時也是一件幸事。”
E8計算過程
1.E8計算結(jié)果是一個矩陣,它擁有的行數(shù)和列數(shù)均為45.306萬。
2.很多科學項目需要處理大量的數(shù)據(jù),但E8的計算是一個例外:要求輸入的數(shù)據(jù)量是很小的,但得出的答案本身就是龐大的,而且非常密集。
3.E8的根系統(tǒng)包含240個向量,這些向量均在一個8維空間之內(nèi)。(編輯: 曉棠 來源: 新浪科技)