你能想到的最大的数是多少?也许有人会说:当然是无穷大啦!如果加上一个限制:这个数字必须有确定的含义,比如是一个方程的解,或者能够解释一个问题,那么最大的数字是多少呢?
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1华严大数
 在佛教经典《华严经》中,有一部分关于数字的描述。
华严经
世尊在与心王菩萨的对话中说道:
“善男子,一百洛叉为一俱胝,俱胝俱胝为一阿庾多,阿庾多阿庾多为一那由他……”
意思是说:洛叉表示十万,俱胝为100叉,即一千万,阿庾多为俱胝乘俱胝,等于一百万亿.
按照这样的方式,世尊说到了许多常人无法想象的巨大单位.
华严大数
比如:最大的数字“不可说不可说转”是一个370万亿亿亿亿位数(1038位数),如果在一张A4纸上写下1000个数字,每本书1000页,要写3.7亿亿亿亿本书,世界上最大的美国国会图书馆藏书1.5亿册,写下这个数字的零头都不够。佛家的境界,的确比普通人高到不知道哪里去了。
但是如果你认为这就是你见过最大的数了,未免图样图森破了。
2拓展运算
回到数学问题上。如果给你三个数字3,你能组成多大的数字呢?
小学我们学习了加法,所以有人会利用加法计算:3+3+3=9并认为这是最大的数字。
后来我们学习了乘法,知道上面的数字只要写作3×3=9就可以了,所以我们可以构造更大的数字:3×3×3=27。
再后来我们学习了乘方,知道3×3×3可以写作3的3次方,于是可以构造更大的数字:
用3个3居然能够造出7.6万亿这么大数字!
从加法,变为乘法,再变为乘方,数学家在解决问题的过程中发明了各种运算符号,从而大大拓展了人们理解数字的能力。那么我们还能继续拓展么?
显然,答案是能。我们来介绍一种运算:高德纳箭头:↑
高德纳
高德纳是著名计算机科学家,1974年图灵奖获得者。他提出了一种运算符号,这种符号的运算规则是:
规则1:
即:一次高德纳箭头运算表示n个m连乘,即m的n次幂。
规则2:
即:二次高德纳箭头可以表示一次高德纳箭头的连续运算,即n个m连续做一次高德纳运算。注意:在运算时,要从右侧向左侧运算。
高德纳箭头还可以继续增加,例如:三次高德纳箭头可以看作二次高德纳箭头的连续运算,四次高德纳箭头可以看作三次高德纳箭头的连续运算等等。我们来举一个例子:
大家看,到了3次高德纳箭头,这个数字已经非常可怕了:它是3的幂次塔!这个塔有3的3的3次幂层!
这个数字有多大呢?我们不妨这样说:别说把它计算出来,就是把它完整的表达式写出来而不使用省略号的话,两厘米写一个3,我也要从地球写到太阳才能写下这个3的幂次塔。
那么,如果四次高德纳箭头,又会有多可怕呢?
有网友画了一张图来表示这个数字:
四次高德纳箭头
是一个塔叠塔!我已经不知道要把这个表达式写出来,会从地球写到什么地方了,更别说最后把这个数字算出来了。
准备工作做完了,现在可以讲葛立恒数了。
3葛立恒数
葛立恒数其实是一个数学问题的解的上限,由美国计算机专家葛立恒提出。葛立恒把这个数字用高德纳箭头表示,这就是葛立恒数。
这个问题是这样的:
把N维超立方体任意两个顶点连线成为一个完全图,并将所有线段用红色或蓝色染色,使得无论如何染色,总有同一平面上的同色完全子图,那么N的最小值是多少?
可能许多小朋友看到这里的心情是十分复杂的。
我们来解释一下这个问题:
N维超立方体就是在N维空间中的立方体。比如,二维立方体就是一个正方形,三维立方体就是立方体,四维立方体我们不好想像,但是它应该有16个顶点,而且每一个顶点都与周围的四个顶点相连,这四条线段在四维空间中是彼此垂直的。
四维超立方体

大家注意:上图并不是4维立方体,而只是4维立方体在三维空间中的投影。按照这种规律,我们可以想象出N维超立方体的情景了。当然,它极有可能是一种让人崩溃的形状。比如九维超立方体。
九维超立方体
明白了超立方体,我们再来看看完全图。完全图就是每两个点都有线段连接的图。显然,正方形不是完全图,但是如果把正方形两条对角线相连,就变成了完全图。
二维完全图

现在,我们对每条线段进行红色和蓝色的染色,尽量避免出现同一个颜色的几条线段在同一平面内出现一个完全图。显然,在二维情况下是很容易做到的。比如我们可以这样做:
染色后的子图不是完全图

此时无论是红色还是蓝色线段,都不是一个完全图(因为红色和蓝色图形都有点没有线段相连)。也就是说:在二维立方体的完全图中进行红蓝染色,可以避免出现同平面内的同色完全子图.
其实三维立方体也能够做到染色而不出现同平面的同色完全子图,因此3也不是问题的解。
三维立方体染色后的非完全子图

那么,在多少维立方体下,用两种颜色染色会不可避免的出现同一平面的完全子图呢?数学家们一直研究到11维立方体,发现都可以用某种方法染色避免完全子图的出现,不是问题的解。12维立方体可不可以呢?科学家们还没有研究出来,所以说这个问题的最小可能解是12。
葛立恒通过数学推导证明了一件事:这个解一定是存在的,而且有一个上限,尽管这个上限非常的大。葛立恒把这个数字计算了出来,就被称之为为葛立恒数,它是:
葛立恒数
它的最底层g(1)就是我们刚才说的四次高德纳箭头运算,已经是一个大到不知道哪里去了的数了,但是它只作为第二层g(2)的箭头数。而第二层所表示的数字只是第三层的箭头数…..,它一共有64层,称为g(64)。
4葛立恒数有多大?
葛立恒数曾经被认为是世界上最大的数字,并入选了吉尼斯世界纪录,虽然现在葛立恒数已经被Tree(3)取代了。在葛立恒数面前,华严大数小的跟零没什么区别。
葛立恒数究竟有多夸张?我们不妨做几个比较。
人们估计宇宙的直径大约有920亿光年,约合8×1026m。宇宙中最小的尺度是普朗克长度,大约1.6×10-34m,如果我们把宇宙按普朗克长度切割成一个个的小单元,那么大约有10183个单元,能写下10183个数字,但是这个数字跟葛立恒数比起来连渣都算不上,就算要写下最下层的g(1),也是远远不够的。
假如一个人完全掌握了葛立恒数,并将葛立恒数的每一位数字都记忆进自己的大脑,那么他的大脑会由于信息量太大而质量变得极大,从而变成一个黑洞。
把葛立恒数装进大脑的结果

现在,你还想知道葛立恒数吗?


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