Спасибо рассылке The Bell — навела на интересную статью в Quanta Magazine о последних достижениях в деле доказательства гипотезы Коллатца. Пожалуй, это самая простая по формулировке проблема, над которой толпы дилетантов и специалистов тщетно бьются уже почти 90 лет. Но теперь за нее взялся Теренс Тао и кое-что открыл
Формулировка следующая. Берём натуральное число. Если оно чётное, делим его на два, а если нечётное — умножаем на три и добавляем единицу. Повторяем операцию. Гипотеза Лотара Коллатца состоит в том, что такая последовательность рано или поздно достигнет 1, ну а дальше зациклится: 1, 4, 2, 1, 4, 2, 1...
Хотите покрутить примеры — пожалуйста. Если хватит терпения, до 1 вы обязательно докрутите. Сейчас на компьютерах уже проверены все числа до квинтиллиона (18 нулей) с хвостом — и везде получилась единица. Но доказать корректно так и не удается. Многие математики считают, что не нужно и тратить драгоценное время сильных ученых на эту "игровую, искусственную" задачу, а лучше заниматься решением содержательных проблем.
Один из сильнейших математиков современности, Теренс Тао из Калифорнийского университета, в принципе так и делает, однако несколько дней в году все-таки посвящает решению "задач века". Однажды анонимный комментатор блога Тао посоветал ему попробовать доказать гипотезу Коллатца не для всех натуральных чисел, а, так сказать, для "почти всех" — и Тао задумался.
Числа, которые мы подвергаем операциям Коллатца, как бы "пульсируют" — то возрастают, то убывают. Это напомнило Тао другие процессы, которые он изучал методами не теории чисел, а математической физики — пульсации жидкости, гравитации etc. Вот он и применил дифференциальные уравнения в частных производных к решению гипотезы Коллатца.
Результат, который получил Теренс Тао, в общих чертах звучит так: для "почти всех" чисел гипотеза Коллатца "почти справедлива". Чуть точнее: для 99% всех чисел (мы понимаем, что некорректно говорить о проценте от бесконечного количества, но понятно, что имеется в виду — 99% чисел в огромном отрезке натурального ряда) последовательность Коллатца достигает значения меньше 200.
Это лучшее достижение по гипотезе Коллатца, но его не совсем правильно называть прорывом, что подчеркивает и сам Тао — применение диффуров может позволить вам еще сильнее уточнить "процент" чисел, для которых гипотеза Коллатца верна, но к доказательству её в общем виде не приближает. Ждём озарений
https://www.quantamagazine.org/mathematician-terence-tao-and-the-collatz-conjecture-20191211/