Самое большое число interior. Самая большая цифра в мире
Корректно ответить на этот вопрос нельзя, поскольку числовой ряд не имеет верхнего предела. Так, к любому числу достаточно всего лишь прибавить единицу, чтобы получить число ещё большее. Хотя сами числа бесконечны, собственных названий у них не так уж и много, так как большинство из них довольствуются именами, составленными из чисел меньших. Так, например, числа и имеют собственные названия «единица» и «сто», а название числа уже составное («сто один»). Понятно, что в конечном наборе чисел, которых человечество наградило собственным именем, должно быть какое-то наибольшее число. Но как оно называется и чему оно равно? Давайте же, попробуем в этом разобраться и заодно узнать, насколько большие числа придумали математики.
«Короткая» и «длинная» шкала
История современной системы наименования больших чисел ведёт начало с середины XV века, когда в Италии стали пользоваться словами «миллион» (дословно - большая тысяча) для тысячи в квадрате, «бимиллион» для миллиона в квадрате и «тримиллион» для миллиона в кубе. Об этой системе мы знаем благодаря французскому математику Николя Шюке (Nicolas Chuquet, ок. 1450 – ок. 1500): в своём трактате «Наука о числах» (Triparty en la science des nombres, 1484) он развил эту идею, предложив дальше воспользоваться латинскими количественными числительными (см. таблицу), добавляя их к окончанию «-иллион». Так, «бимиллион» у Шюке превратился в биллион, «тримиллионом» в триллион, а миллион в четвёртой степени стал «квадриллионом».
В системе Шюке число , находившееся между миллионом и биллионом, не имело собственного названия и называлось просто «тысяча миллионов», аналогично называлось «тысяча биллионов», - «тысяча триллионов» и т.д. Это было не очень удобно, и в 1549 году французский писатель и учёный Жак Пелетье (Jacques Peletier du Mans, 1517–1582) предложил поименовать такие «промежуточные» числа при помощи тех же латинских префиксов, но окончания «-иллиард». Так, стало называться «миллиардом», - «биллиардом», - «триллиардом» и т.д.
Система Шюке-Пелетье постепенно стала популярна и ей стали пользоваться по всей Европе. Однако в XVII веке возникла неожиданная проблема. Оказалось, что некоторые учёные почему-то стали путаться и называть число не «миллиардом» или «тысячей миллионов», а «биллионом». Вскоре эта ошибка быстро распространилась, и возникла парадоксальная ситуация - «биллион» стал одновременно синонимом «миллиарда» () и «миллиона миллионов» ().
Эта путаница продолжалась достаточно долго и привела к тому, что в США создали свою систему наименования больших чисел. По американской системе названия чисел строятся так же, как в системе Шюке, - латинский префикс и окончание «иллион». Однако величины этих чисел отличаются. Если в системе Шюке названия с окончанием «иллион» получали числа, которые являлись степенями миллиона, то в американской системе окончание «-иллион» получили степени тысячи. То есть тысяча миллионов () стала называться «биллионом», () - «триллионом», () - «квадриллионом» и т.д.
Старая же система наименования больших чисел продолжала использоваться в консервативной Великобритании и стала во всём мире называться «британской», несмотря на то, что она была придумана французами Шюке и Пелетье. Однако в 1970-х годах Великобритания официально перешла на «американскую систему», что привело к тому, что называть одну систему американской, а другую британской стало как-то странно. В результате, сейчас американскую систему обычно называют «короткой шкалой», а британскую систему или систему Шюке-Пелетье - «длинной шкалой».
Чтобы не запутаться, подведём промежуточный итог:
| Название числа | Значение по «короткой шкале» | Значение по «длинной шкале» |
| Миллион | ||
| Миллиард | ||
| Биллион | ||
| Биллиард | - | |
| Триллион | ||
| Триллиард | - | |
| Квадриллион | ||
| Квадриллиард | - | |
| Квинтиллион | ||
| Квинтиллиард | - | |
| Секстиллион | ||
| Секстиллиард | - | |
| Септиллион | ||
| Септиллиард | - | |
| Октиллион | ||
| Октиллиард | - | |
| Нониллион | ||
| Нониллиард | - | |
| Дециллион | ||
| Дециллиард | - | |
| Вигинтиллион | ||
| Вигинтиллиард | - | |
| Центиллион | ||
| Центиллиард | - | |
| Миллеиллион | ||
| Миллеиллиард | - |
Короткая шкала наименования используется сейчас в США, Великобритании, Канаде, Ирландии, Австралии, Бразилии и Пуэрто-Рико. В России, Дании, Турции и Болгарии также используется короткая шкала, за исключением того, что число называется не «биллион», а «миллиард». Длинная же шкала в настоящее время продолжает использоваться в большинстве остальных стран.
Любопытно, что у нас в стране окончательный переход к короткой шкале произошёл лишь во второй половине XX века. Так, например, ещё Яков Исидорович Перельман (1882–1942) в своей «Занимательной арифметике» упоминает параллельное существование в СССР двух шкал. Короткая шкала, согласно Перельману, использовалась в житейском обиходе и финансовых расчётах, а длинная - в научных книгах по астрономии и физике. Однако сейчас использовать в России длинную шкалу неправильно, хотя числа там получаются и большие.
Но вернемся к поиску самого большого числа. После дециллиона названия чисел получаются путём объединения приставок. Так получаются такие числа как ундециллион, дуодециллион, тредециллион, кваттордециллион, квиндециллион, сексдециллион, септемдециллион, октодециллион, новемдециллион и т.д. Однако эти названия нам уже не интересны, так как мы условились найти наибольшее число с собственным несоставным названием.
Если же мы обратимся к латинской грамматике, то обнаружим, что несоставных названий для чисел больше десяти у римлян было всего три: viginti - «двадцать», centum - «сто» и mille - «тысяча». Для чисел больше, чем «тысяча», собственных названий у римлян не имелось. Например, миллион () римляне называли «decies centena milia», то есть «десять раз по сотне тысяч». По правилу Шюке, эти три оставшихся латинских числительных дают нам такие названия для чисел как «вигинтиллион», «центиллион» и «миллеиллион».
Итак, мы выяснили, что по «короткой шкале» максимальное число, которое имеет собственное название и не является составным из меньших чисел - это «миллеиллион» (). Если бы в России была бы принята «длинная шкала» наименования чисел, то самым большим числом с собственным названием оказался бы «миллеиллиард» ().
Однако существуют названия и для ещё больших чисел.
Числа вне системы
Некоторые числа имеют собственное название, без какой-либо связи с системой наименования при помощи латинских префиксов. И таких чисел немало. Можно, к примеру, вспомнить число e, число «пи», дюжину, число зверя и пр. Однако так как нас сейчас интересуют большие числа, то рассмотрим лишь те числа с собственным несоставным названием, которые больше миллиона.
До XVII века на Руси применялась собственная система наименования чисел. Десятки тысяч назывались «тьмами», сотни тысяч - «легионами», миллионы - «леодрами», десятки миллионов - «воронами», а сотни миллионов - «колодами». Этот счёт до сотен миллионов назывался «малым счётом», а в некоторых рукописях авторами рассматривался и «великий счёт», в котором употреблялись те же названия для больших чисел, но уже с другим смыслом. Так, «тьма» означала уже не десять тысяч, а тысячу тысяч () , «легион» - тьму тем () ; «леодр» - легион легионов () , «ворон» - леодр леодров (). «Колодой» же в великом славянском счёте почему-то называли не «ворон воронов» () , а лишь десять «воронов», то есть (см. таблицу).
| Название числа | Значение в «малом счёте» | Значение в «великом счёте» | Обозначение |
| Тьма | |||
| Легион | |||
| Леодр | |||
| Ворон (вран) | |||
| Колода | |||
| Тьма тем |  |
Число также имеет собственное название и придумал его девятилетний мальчик. А дело было так. В 1938 году американский математик Эдвард Кэснер (Edward Kasner, 1878–1955) гулял по парку с двумя своими племянниками и обсуждал с ними большие числа. В ходе разговора зашла речь о числе со ста нулями, у которого не было собственного названия. Один из племянников, девятилетний Милтон Сиротта (Milton Sirott), предложил назвать это число «гуголом» (googol). В 1940 году Эдвард Кэснер совместно с Джеймсом Ньюманом написал научно-популярную книгу «Математика и воображение», где и рассказал любителям математики о числе гугол. Еще более широкую известность гугол получил в конце 1990-х, благодаря названной в честь него поисковой машине Google.
Название для ещё большего числа, чем гугол, возникло в 1950 году благодаря отцу информатики Клоду Шеннону (Claude Elwood Shannon, 1916–2001). В своей статье «Программирование компьютера для игры в шахматы» он попытался оценить количество возможных вариантов шахматной игры. Согласно ему, каждая игра длится в среднем ходов и на каждом ходе игрок делает выбор в среднем из вариантов, что соответствует (примерно равное ) вариантам игры. Эта работа стала широко известной, и данное число стало называться «числом Шеннона».
В известном буддийском трактате Джайна-сутры, относящемся к 100 году до н.э., встречается число «асанкхейя» равное . Считается, что этому числу равно количество космических циклов, необходимых для обретения нирваны.
Девятилетний Милтон Сиротта вошёл в историю математики не только тем, что придумал число гугол, но и тем, что одновременно с ним предложил ещё одно число - «гуголплекс», которое равно в степени «гугол», то есть единице с гуголом нулей.
Ещё два числа, большие, чем гуголплекс, были предложены южноафриканским математиком Стэнли Скьюзом (Stanley Skewes, 1899–1988) при доказательстве гипотезы Римана. Первое число, которое позже стали называть «первым числом Скьюза», равно в степени в степени в степени , то есть . Однако «второе число Скьюза» ещё больше и составляет .
Очевидно, что чем больше в числе степеней в степенях, тем сложнее записывать числа и понимать их значение при чтении. Мало того, возможно придумать такие числа (и они, кстати, уже придуманы), когда степени степеней просто не помещаются на страницу. Да, что на страницу! Они не уместятся даже в книгу размером с всю Вселенную! В таком случае встаёт вопрос как же такие числа записывать. Проблема, к счастью, разрешима, и математики разработали несколько принципов для записи таких чисел. Правда, каждый математик, кто задавался этой проблемой, придумывал свой способ записи, что привело к существованию нескольких не связанных друг с другом способов для записи больших чисел - это нотации Кнута, Конвея, Штейнгауза и др. С некоторыми из них нам сейчас предстоит разобраться.
Иные нотации
В 1938 году, в тот же год, когда девятилетний Милтон Сиротта придумал числа гугол и гуголплекс, в Польше вышла книжка о занимательной математике «Математический калейдоскоп», написанная Гуго Штейнгаузом (Hugo Dionizy Steinhaus, 1887–1972). Эта книга стала очень популярной, выдержала множество изданий и была переведена на многие языки, в том числе на английский и русский. В ней Штейнгауз, обсуждая большие числа, предлагает простой способ их записи, используя три геометрические фигуры - треугольник, квадрат и круг:
«
в треугольнике» означает «»,
«
в квадрате» означает «
в треугольниках»,
«
в круге» означает «
в квадратах».
Объясняя этот способ записи, Штейнгауз придумывает число «мега», равное в круге и показывает, что оно равно в «квадрате» или в треугольниках. Чтобы подсчитать его, надо возвести в степень , получившееся число возвести в степень , затем получившееся число возвести в степень получившегося числа и так далее всего возводить в степень раз. К примеру, калькулятор в MS Windows не может подсчитать из-за переполнения даже в двух треугольниках. Приблизительно же это огромное число составляет .
Определив число «мега», Штейнгауз предлагает уже читателям самостоятельно оценить другое число - «медзон», равное в круге. В другом издании книги Штейнгауз вместо медзона предлагает оценить ещё большее число - «мегистон», равное в круге. Вслед за Штейнгаузом я также порекомендую читателям на время оторваться от этого текста и самим попробовать записать эти числа при помощи обычных степеней, чтобы почувствовать их гигантскую величину.
Впрочем, есть названия и для больших чисел. Так, канадский математик Лео Мозер (Leo Moser, 1921–1970) доработал нотацию Штейнгауза, которая была ограничена тем, что, если бы потребовалось записать числа много большие мегистона, то возникли бы трудности и неудобства, так как пришлось бы рисовать множество кругов один внутри другого. Мозер предложил после квадратов рисовать не круги, а пятиугольники, затем шестиугольники и так далее. Также он предложил формальную запись для этих многоугольников, чтобы можно было записывать числа, не рисуя сложных рисунков. Нотация Мозера выглядит так:
«
треугольнике» = = ;
«
в квадрате» = = «
в треугольниках» = ;
«
в пятиугольнике» = = «
в квадратах» = ;
«
в -угольнике»
= = «
в -угольниках»
= .
Таким образом, по нотации Мозера штейнгаузовский «мега» записывается как , «медзон» как , а «мегистон» как . Кроме того, Лео Мозер предложил называть многоугольник с числом сторон равным меге - «мегагоном». И предложил число « в мегагоне», то есть . Это число стало известным как число Мозера или просто как «мозер».
Но даже и «мозер» не самое большое число. Итак, самым большим числом, когда-либо применявшимся в математическом доказательстве, является «число Грэма». Впервые это число было использовано американским математиком Рональдом Грэмом (Ronald Graham) в 1977 году при доказательстве одной оценки в теории Рамсея, а именно при подсчёте размерности определённых -мерных бихроматических гиперкубов. Известность же число Грэма получило лишь после рассказа о нём в вышедшей в 1989 году книге Мартина Гарднера «От мозаик Пенроуза к надёжным шифрам».
Чтобы объяснить, как велико число Грэма, придётся объяснить ещё один способ записи больших чисел, введённый Дональдом Кнутом в 1976 году. Американский профессор Дональд Кнут придумал понятие сверхстепень, которое предложил записывать стрелками, направленными вверх.
Обычные арифметические операции - сложение, умножение и возведение в степень - естественным образом могут быть расширены в последовательность гипероператоров следующим образом.
Умножение натуральных чисел может быть определено через повторно производимую операцию сложения («сложить копий числа »):
Например,
Возведение числа в степень может быть определено как повторно производимая операция умножения («перемножить копий числа »), и в обозначениях Кнута эта запись выглядит как одиночная стрелочка, указывающая вверх:
Например,
Такая одиночная стрелка вверх использовалась в качестве значка степени в языке программирования Алгол.
Например,
Здесь и далее вычисление выражения всегда идёт справа налево, также и стрелочные операторы Кнута (как и операция возведение в степень) по определению обладают правой ассоциативностью (очерёдностью справа налево). Согласно данному определению,
Уже это приводит к довольно большим числам, но система обозначений на этом не заканчивается. Оператор «тройная стрелочка» используется для записи повторного возведения в степень оператора «двойная стрелочка» (также известного как «пентация»):
Затем оператора «четверная стрелочка»:
И т. д. Общее правило оператор «-я стрелочка», в соответствии с правой ассоциативностью, продолжается вправо в последовательную серию операторов « стрелочка». Символически это можно записать следующим образом,
Например:
Форма обозначения обычно используется для записи с стрелочками.
Некоторые числа настолько большие, что даже запись стрелочками Кнута становится слишком громоздкой; в этом случае использование оператора -стрелочка предпочтительней (и также для описания с изменяемым числом стрелочек), или эквивалентно, гипероператорам. Но некоторые числа настолько огромны, что даже подобная запись недостаточна. Например, число Грэма.
При использовании Стрелочной нотации Кнута число Грэма может быть записано как
Где количество стрелок в каждом слое, начиная с верхнего, определяется числом в следующем слое, то есть , где , где верхний индекс у стрелки показывает общее количество стрелок. Другими словами, вычисляется в шага: на первом шаге мы вычисляем с четырьмя стрелками между тройками, на втором - с стрелками между тройками, на третьем - с стрелками между тройками и так далее; в конце мы вычисляем с стрелок между тройками.
Это может быть записано как , где , где верхний индекс у означает итерации функций.
Если другим числам с «именами» можно подобрать соответствующее число объектов (например, количество звезд в видимой части Вселенной оценивается в секстильонов - , а количество атомов, из которых состоит земной шар имеет порядок додекальонов), то гугол уже «виртуальный», не говоря уже об числе Грэма. Масштаб только первого члена настолько велик, что его практически невозможно осознать, хотя запись выше относительно проста для понимания. Хотя - это всего лишь количество башен в этой формуле для , уже это число много больше количества объёмов Планка (наименьший возможный физический объём), которые содержатся в наблюдаемой вселенной (примерно ). После первого члена нас ожидают ещё члена стремительно растущей последовательности.
Когда-то в детстве, мы учились считать до десяти, потом до ста, потом до тысячи. Так какое самое большое число вы знаете? Тысяча, миллион, миллиард, триллион... А дальше? Петаллион, скажет кто-то, и будет не прав, ибо путает приставку СИ, с совсем другим понятием.
На самом деле вопрос не так прост, как кажется на первый взгляд. Во-первых мы говорим об именовании названий степеней тысячи. И тут, первый нюанс, который многие знают по американским фильмам - наш миллиард они называют биллионом.
Дальше больше, существует два вида шкал - длинная и короткая. В нашей стране используется короткая шкала. В этой шкале на каждом шаге мантиса увеличивается на три порядка, т.е. умножаем на тысячу - тысяча 10 3 , миллион 10 6 , миллиард/биллион 10 9 , триллион (10 12). В длинной шкале после миллиарда 10 9 идет биллион 10 12 , а в дальнейшем мантиса уже увеличивается на шесть порядков, и следующее число, которое называется триллион, уже обозначает 10 18 .
Но вернемся к нашей родной шкале. Хотите знать, что идет после триллиона? Пожалуста:
10 3 тысяча
10 6 миллион
10 9 миллиард
10 12 триллион
10 15 квадриллион
10 18 квинтиллион
10 21 секстиллион
10 24 септиллион
10 27 октиллион
10 30 нониллион
10 33 дециллион
10 36 ундециллион
10 39 додециллион
10 42 тредециллион
10 45 кваттуордециллион
10 48 квиндециллион
10 51 cедециллион
10 54 септдециллион
10 57 дуодевигинтиллион
10 60 ундевигинтиллион
10 63 вигинтиллион
10 66 анвигинтиллион
10 69 дуовигинтиллион
10 72 тревигинтиллион
10 75 кватторвигинтиллион
10 78 квинвигинтиллион
10 81 сексвигинтиллион
10 84 септемвигинтиллион
10 87 октовигинтиллион
10 90 новемвигинтиллион
10 93 тригинтиллион
10 96 антригинтиллион
На этом числе наша короткая шкала не выдерживает, и в дальшейшем мантиса увеличивается прогрессивно.
10 100 гугол
10 123 квадрагинтиллион
10 153 квинквагинтиллион
10 183 сексагинтиллион
10 213 септуагинтиллион
10 243 октогинтиллион
10 273 нонагинтиллион
10 303 центиллион
10 306 центуниллион
10 309 центдуоллион
10 312 центтриллион
10 315 центквадриллион
10 402 центтретригинтиллион
10 603 дуцентиллион
10 903 трецентиллион
10 1203 квадрингентиллион
10 1503 квингентиллион
10 1803 сесцентиллион
10 2103 септингентиллион
10 2403 окстингентиллион
10 2703 нонгентиллион
10 3003 миллиллион
10 6003 дуомилиаллион
10 9003 тремиллиаллион
10 3000003 милиамилиаиллион
10 6000003 дуомилиамилиаиллион
10 10 100 гуголплекс
10 3×n+3 зиллион
Гугол
(от англ. googol) - число, в десятичной системе счисления изображаемое единицей со 100 нулями:
10 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000
1938 году американский математик Эдвард Каснер (Edward Kasner, 1878-1955) гулял по парку с двумя своими племянниками и обсуждал с ними большие числа. В ходе разговора зашла речь о числе со ста нулями, у которого не было собственного названия. Один из племянников, девятилетний Милтон Сиротта (Milton Sirotta), предложил назвать это число «гуголом» (googol). В 1940 году Эдвард Кэснер совместно с Джеймсом Ньюманом написал научно-популярную книгу «Математика и воображение» («New Names in Mathematics»), где и рассказал любителям математики о числе гугол.
Термин «гугол» не имеет серьёзного теоретического и практического значения. Каснер предложил его для того, чтобы проиллюстрировать разницу между невообразимо большим числом и бесконечностью, и с этой целью термин иногда используется при обучении математике.
Гуголплекс
(от англ. googolplex) - число, изображаемое единицей с гуголом нулей. Как и гугол, термин «гуголплекс» был придуман американским математиком Эдвардом Каснером (Edward Kasner) и его племянником Милтоном Сироттой (Milton Sirotta).
Число гугол больше числа всех частиц в известной нам части вселенной, которое составляет величину от 1079 до 1081. Таким образом, число гуголплекс, состоящее из (гугол+1) цифр, в классическом «десятичном» виде записать невозможно, даже если всю материю в известной части вселенной превратить в бумагу и чернила или в компьютерное дисковое пространство.
Зиллион (англ. zillion) - общее название для очень больших чисел.
Этот термин не имеет строгого математического определения. В 1996 году Конвей (англ. J. H. Conway) и Гай (англ. R. K. Guy) в своей книге англ. The Book of Numbers определили зиллион n-ой степени как 10 3×n+3 для системы наименования чисел с короткой шкалой.
Иногда люди, не связанные с математикой, задаются вопросом: какое самое большое число? С одной стороны, ответ очевиден – бесконечность. Зануды даже уточнят, что «плюс бесконечность» или «+∞» в записи математиков. Вот только самых въедливых этот ответ не убедит, тем более, что это не натуральное число, а математическая абстракция. Но хорошо разобравшись в вопросе, они могут открыть перед собой интереснейшую проблему.
Действительно, предела размера в данном случае не существует, но существует предел человеческой фантазии. Для каждого числа есть название: десять, сто, миллиард, секстиллиард и так далее. Но где же заканчивается фантазия людей?
Не путать с торговой маркой корпорации Google, хотя они и имеют общее происхождение. Это число записывается как 10100, то есть, единица и за ней хвостиком сто нулей. Представить его сложно, но оно активно использовалось в математике.
Забавно, что придумал его ребенок - племянник математика Эдварда Казнера. В 1938 году дядюшка развлекал младших родственников рассуждениями об очень больших числах. К возмущению ребенка оказалось, что такое замечательное число не имеет названия, и он привел свой вариант. Позже дядюшка вставил его в одну из своих книг, и термин прижился.
Теоретически, гугол – это натуральное число, ведь его можно использовать для счета. Вот только вряд ли у кого-то хватит терпения досчитать до его конца. Поэтому, только теоретически.
А что касается названия компании Google, то тут закралась обычная ошибка. Первый инвестор и один из сооснователей, когда выписывал чек, очень спешил, и пропустил букву «О», но чтобы обналичить его, компанию пришлось регистрировать именно по такому варианту написания.
Гуголплекс
Это число – производная от гугола, но ощутимо больше его. Приставка «плекс» означает, возведениее десятки в степень, равную основному числу, таким образом, гулоплекс – это 10 в степени 10 в степени 100 или 101000.
Получившееся число – превышает количество частиц в обозримой Вселенной, которое оценивается где-то в 1080 степени. Но это не помешало ученым увеличивать число простым добавлением к нему приставки «плекс»: гуголплексплекс, гуголплексплексплекс и так далее. А для особо извращенных математиков изобрели вариант увеличения без бесконечного повторения приставки «плекс» - перед ней просто ставят греческие числа: тетра (четыре), пента (пять) и так далее, вплоть до дека (десять). Последний вариант звучит как гуголдекаплекс и означает десятикратное накопительное повторение процедуры возведения числа 10 в степень его основания. Главное, не представлять себе результат. Осознать его все равно не получится, но получить травму психики – запросто.
48-ое число Мерсена
Главные герои: Купер, его компьютер и новое простое число
Сравнительно недавно, около года назад, удалось открыть очередное, 48-ое число Мерсена. На данный момент оно - самое большое простое число в мире. Напомним, что простые числа – это те, которые делятся без остатка только на единицу и на себя. Простейшие примеры – 3, 5, 7, 11, 13, 17 и так далее. Проблема в том, что чем дальше в дебри, тем реже такие числа встречаются. Но тем ценнее обнаружение каждого следующего. К примеру, новое простое число состоит из 17 425 170 знаков, если его представить в виде привычной нам десятичной системы счисления. В предыдущем было около 12 миллионов знаков.
Обнаружил его американский математик Кертис Купер, который уже в третий раз обрадовал математическую общественность подобным рекордом. Только на то, чтобы проверить его результат и доказать, что это число действительно простое, потребовалось 39 дней работы его персонального компьютера.
Так выглядит запись числа Грэма в стрелочной нотации Кнута. Как это расшифровать, сказать сложно, не имея законченного высшего образования в теоретической математике. Записать же его в привычном нам десятичном виде тоже невозможно: наблюдаемая Вселенная просто не в состоянии вместить его. Городить степень на степень, как в случае с гуголплексами, тоже не выход.
Хорошая формула, только непонятная
Так зачем же нужно это бесполезное на первый взгляд число? Во-первых, его для любопытных поместили в Книгу рекордов Гиннеса, а это уже немало. Во-вторых, оно использовалось для решения задачи, входящей в проблему Рамсея, что тоже непонятно, но звучит серьезно. В-третьих, это число признано самым большим, использовавшимся когда либо в математике, и не в шуточных доказательствах или интеллектуальных играх, а для решения вполне конкретной математической проблемы.
Внимание! Следующая информация опасна для вашего психического здоровья! Читая её, вы принимаете на себя ответственность за все последствия!
Для желающих испытать свой разум и помедитировать на число Грэма, можем постараться объяснить его (но только постараться).
Представьте себе 33. Это довольно легко – получается 3*3*3=27. А если теперь возвести тройку в это число? Получится 3 3 в 3 степени, или 3 27 . В десятичной записи это равно 7 625 597 484 987. Много, но пока это можно осознать.
В стрелочной нотации Кнута это число можно отобразить несколько проще - 33. Но если прибавить только одну стрелочку, получится уже сложнее: 33, что означает 33 в степень 33 или в степенной записи. Если развернуть в десятичную запись, получим 7 625 597 484 987 7 625 597 484 987 . Ещё получается следить за мыслью?
Следующий этап: 33= 33 33 . То есть, нужно высчитать это дикое число из предыдущего действия и возвести его в такую же степень.
А 33 – это только первый из 64 членов числа Грэма. Чтобы получить второй, нужно высчитать результат этой зубодробительной формулы, и подставить в схему 3(…)3 соответствующее количество стрелочек. И так далее, ещё 63 раза.
Интересно, у кого-то кроме него и ещё десятка суперматематиков получится добраться хотя бы до середины последовательности и не сойти при этом с ума?
Вы что-то поняли? Мы – нет. Но какой кайф!
Зачем нужны самые большие числа? Обывателю сложно это понять и осознать. Но единицы специалистов с их помощью способны представить тем самым обывателям новые технологические игрушки: телефоны, компьютеры, планшеты. Обыватели точно также не способны понять, как они работают, но зато с удовольствием используют их для своего развлечения. И все счастливы: обыватели получают свои игрушки, «суперботаники» – возможность и дальне играть в свои игры разума.
Многих интересуют вопросы о том, как называются большие числа и какое число является самым большим в мире. С этими интересными вопросами и будем разбираться в данной статье.
История
Южные и восточные славянские народы для записи чисел использовали алфавитную нумерацию, причем только те буквы, которые есть в греческом алфавите. Над буквой, которая обозначала цифру, ставили специальный значок “титло”. Числовые значения букв возрастали так же, в каком порядку буквы следовали в греческом алфавите (в славянском алфавите порядок букв был немного другим). В России славянская нумерация сохранилась до конца 17 века, а при Петре I перешли к “арабской нумерации”, которой мы пользуемся и сейчас.
Названия чисел тоже менялись. Так, до 15 века число “двадцать” обозначалось как “два десяти” (два десятка), а потом сократилось для более быстрого произношения. Число 40 до 15 века называлось “четыредесяте”, затем было вытеснено словом “сорок”, обозначающим первоначально мешок, вмещающий 40 беличьих или соболиных шкурок. Название “миллион” появилось в Италии в 1500 году. Оно было образовано добавлением увеличительного суффикса к числу “милле” (тысяча). Позже данное название пришло и в русский язык.
В старинной (XVIII в.) «Арифметике» Магницкого, приводится таблица названий чисел, доведенная до «квадрильона» (10^24, по системе через 6 разрядов). Перельманом Я.И. в книге «Занимательная арифметика» приводятся названия больших чисел того времени, несколько отличающиеся от сегодняшних: септильон (10^42), октальон (10^48), нональон (10^54), декальон (10^60), эндекальон (10^66), додекальон (10^72) и написано, что «далее названий не имеется».
Способы построения названий больших чисел
Существует 2 основных способа названий больших чисел:
- Американская система , которая используется в США, России, Франции, Канаде, Италии, Турции, Греции, Бразилии. Названия больших чисел строятся довольно просто: вначале идет латинское порядковое числительное, а к нему в конце добавляется суффикс “-иллион”. Исключениям является число “миллион”, которое является названием числа тысяча (mille) и увеличительного суффикса “-иллион”. Количество нулей в числе, которое записано по американской системе, можно узнать по формуле: 3х+3, где х – латинское порядковое числительное
- Английская система наиболее распространена в мире, ее используются в Германии, Испании, Венгрии, Польше, Чехии, Дании, Швеции, Финляндии, Португалии. Названия чисел по данной системе строятся следующим образом: к латинскому числительному добавляется суффикс “-иллион”, следующее число (в 1000 раз большее) – то же самое латинское числительное, но добавляется суффикс “-иллиард”. Количество нулей в числе, которое записано по английской системе и заканчивается суффиксом “-иллион”, можно узнать по формуле: 6х+3, где х – латинское порядковое числительное. Количество нулей в числах, оканчивающихся суффиксом “-иллиард”, можно узнать по формуле: 6х+6, где х – латинское порядковое числительное.
Из английской системы в русский язык перешло только слово миллиард, которое все же правильнее называть так, как его называют американцы – биллион (поскольку в русском языке используется американская система наименования чисел).
Кроме чисел, которые записаны по американской или английской системе с помощью латинских префиксов, известны внесистемные числа, имеющие собственные названия без латинских префиксов.
Собственные названия больших чисел
| Число | Латинское числительное | Название | Практическое значение | |
| 10 1 | 10 | десять | Число пальцев на 2 руках | |
| 10 2 | 100 | сто | Примерно половина числа всех государств на Земле | |
| 10 3 | 1000 | тысяча | Примерное число дней в 3 годах | |
| 10 6 | 1000 000 | unus (I) | миллион | В 5 раз больше числа капель в 10-литр. ведере воды |
| 10 9 | 1000 000 000 | duo (II) | миллиард (биллион) | Примерная численность населения Индии |
| 10 12 | 1000 000 000 000 | tres (III) | триллион | |
| 10 15 | 1000 000 000 000 000 | quattor (IV) | квадриллион | 1/30 длины парсека в метрах |
| 10 18 | quinque (V) | квинтиллион | 1/18 числа зерен из легендарной награды изобретателю шахмат | |
| 10 21 | sex (VI) | секстиллион | 1/6 массы планеты Земля в тоннах | |
| 10 24 | septem (VII) | септиллион | Число молекул в 37,2 л воздуха | |
| 10 27 | octo (VIII) | октиллион | Половина массы Юпитера в килограммах | |
| 10 30 | novem (IX) | нониллион | 1/5 числа всех микроорганизмов на планете | |
| 10 33 | decem (X) | дециллион | Половина массы Солнца в граммах | |
- Вигинтиллион (от лат. viginti – двадцать) — 10 63
- Центиллион (от лат. centum – сто) — 10 303
- Миллеиллион (от лат. mille – тысяча) — 10 3003
Для чисел больше тысячи у римлян собственных названий не было (все названия чисел далее были составными).
Составные названия больших чисел
Кроме собственных названий, для чисел больше 10 33 можно получить составные названия с помощью объединения приставок.
Составные названия больших чисел
| Число | Латинское числительное | Название | Практическое значение |
| 10 36 | undecim (XI) | андециллион | |
| 10 39 | duodecim (XII) | дуодециллион | |
| 10 42 | tredecim (XIII) | тредециллион | 1/100 от количества молекул воздуха на Земле |
| 10 45 | quattuordecim (XIV) | кваттордециллион | |
| 10 48 | quindecim (XV) | квиндециллион | |
| 10 51 | sedecim (XVI) | сексдециллион | |
| 10 54 | septendecim (XVII) | септемдециллион | |
| 10 57 | октодециллион | Столько элементарных частиц на Солнце | |
| 10 60 | новемдециллион | ||
| 10 63 | viginti (XX) | вигинтиллион | |
| 10 66 | unus et viginti (XXI) | анвигинтиллион | |
| 10 69 | duo et viginti (XXII) | дуовигинтиллион | |
| 10 72 | tres et viginti (XXIII) | тревигинтиллион | |
| 10 75 | кватторвигинтиллион | ||
| 10 78 | квинвигинтиллион | ||
| 10 81 | сексвигинтиллион | Столько элементарных частиц во вселенной | |
| 10 84 | септемвигинтиллион | ||
| 10 87 | октовигинтиллион | ||
| 10 90 | новемвигинтиллион | ||
| 10 93 | triginta (XXX) | тригинтиллион | |
| 10 96 | антригинтиллион |
- 10 123 — квадрагинтиллион
- 10 153 — квинквагинтиллион
- 10 183 — сексагинтиллион
- 10 213 — септуагинтиллион
- 10 243 — октогинтиллион
- 10 273 — нонагинтиллион
- 10 303 — центиллион
Дальнейшие названия можно получить прямым или обратным порядком латинских числительных (как правильно, не известно):
- 10 306 — анцентиллион или центуниллион
- 10 309 — дуоцентиллион или центдуоллион
- 10 312 — трецентиллион или центтриллион
- 10 315 — кватторцентиллион или центквадриллион
- 10 402 — третригинтацентиллион или центтретригинтиллион
Второй вариант написания больше соответствует построению числительных в латинском языке и позволяет избежать двусмысленностей (например, в числе трецентиллион, которое по первому написанию является и 10 903 и 10 312).
- 10 603 — дуцентиллион
- 10 903 — трецентиллион
- 10 1203 — квадрингентиллион
- 10 1503 — квингентиллион
- 10 1803 — сесцентиллион
- 10 2103 — септингентиллион
- 10 2403 — октингентиллион
- 10 2703 — нонгентиллион
- 10 3003 — миллеиллион
- 10 6003 — дуомилиаллион
- 10 9003 — тремиллиаллион
- 10 15003 — квинквемилиаллион
- 10 308760 — дуцентдуомилианонгентновемдециллион
- 10 3000003 — милиамилиаиллион
- 10 6000003 — дуомилиамилиаиллион
Мириада – 10 000. Название устаревшее и практически не используется. Однако широко используется слово “мириады”, которое означает не определенное число, а бесчисленное, несчетное множество чего-либо.
Гугол (англ. googol ) — 10 100 . О данном числе впервые написал американский математик Эдвард Каснер (Edward Kasner) в 1938 году в журнале Scripta Mathematica в статье “New Names in Mathematics”. По его словам, назвать так число предложил его 9-летний племянник Милтон Сиротта (Milton Sirotta). Данное число стало общеизвестным благодаря поисковой машине Google, названной в честь него.
Асанкхейя (от кит. асэнци – неисчислимый) — 10 1 4 0 . Данное число встречается в известном буддийском трактате Джайна-сутры (100 г. до н.э.). Считается, что данному числу равно количество космических циклов, необходимых для обретения нирваны.
Гуголплекс (англ. Googolplex ) — 10^10^100. Данное число тоже придумал Эдвард Каснер со своим племянником, означает оно единицу с гуголом нулей.
Число Скьюза (Skewes’ number, Sk 1) означает e в степени e в степени e в степени 79, то есть e^e^e^79. Данное число было предложено Скьюзом в 1933 году (Skewes. J. London Math. Soc. 8, 277-283, 1933.) при доказательстве гипотезы Риманна, касающейся простых чисел. Позднее, Риел (te Riele, H. J. J. «On the Sign of the Difference П(x)-Li(x).» Math. Comput. 48, 323-328, 1987) свел число Скьюза к e^e^27/4, что приблизительно равно 8,185·10^370. Однако это число не целое, поэтому в таблицу больших чисел не включено.
Второе число Скьюза (Sk2) равно 10^10^10^10^3, то есть 10^10^10^1000. Данное число было введено Дж. Скьюзом в той же статье для обозначения числа, до которого гипотеза Риманна справедлива.
Для сверхбольших чисел пользоваться степенями неудобно, поэтому существует несколько способов для записи чисел – нотации Кнута, Конвея, Стейнхауза и др.
Хьюго Стейнхауз предложил записывать большие числа внутри геометрических фигур (треугольника, квадрата и круга).
Математик Лео Мозер доработал нотацию Стейнхауза, предложив после квадратов рисовать не круги, а пятиугольники, затем шестиугольники и т.д. Мозер также предложил формальную запись для этих многоугольников, чтобы числа можно было записывать, не рисуя сложные рисунки.
Стейнхауз придумал два новых сверхбольших числа: Мега и Мегистон. В нотации Мозера они записываются так: Мега – 2, Мегистон – 10. Лео Мозер предложил также называть многоугольник с числом сторон, равным меге – мегагоном , а также предложил число “2 в Мегагоне” – 2. Последнее число известно как число Мозера (Moser’s number) или просто как Мозер .
Существуют числа, больше Мозера. Самым большим числом, которое использовалось в математическом доказательстве, является число Грэма (Graham’s number). Оно впервые было использовано в 1977 года в доказательстве одной оценки в теории Рамсея. Данное число связано с бихроматическими гиперкубами и не может быть выражено без особой 64-уровневой системы специальных математических символов, введённых Кнутом в 1976 году. Дональд Кнут (который написал «Искусство программирования» и создал редактор TeX) придумал понятие сверхстепень, которое предложил записывать стрелками, направленными вверх:
В общем виде
Грэм предложил G-числа:
Число G 63 называется числом Грэма, часто обозначается просто G. Данное число является самым большим известным числом в мире и занесено в “Книгу рекордов Гиннеса”.
Бесчисленное множество различных чисел окружает нас каждый день. Наверняка многие люди хотя бы раз интересовались, какое число считается самым большим. Ребенку можно просто сказать, что это – миллион, но взрослые прекрасно понимают, что за миллионом следуют и другие числа. Например, стоит только каждый раз прибавлять к числу единичку, и оно будет становиться все больше – так происходит до бесконечности. Но если разобрать числа, имеющие названия, то можно узнать, как называется самое большое число в мире.
Появление названий чисел: какие способы используются?
На сегодняшний день есть 2 системы, согласно которым числам даются наименования, – американская и английская. Первая является довольно простой, а вторая – наиболее распространенной по всему миру. Американская позволяет давать имена большим числам так: вначале указывается порядковое числительное на латинском, а потом идет добавление суффикса «иллион» (исключением здесь служит миллион, означающий тысячу). Такую систему применяют американцы, французы, канадцы, а также используется она и в нашей стране.
Английская широко применяется в Англии и Испании. По ней числа именуются так: числительное на латинском «плюсуется» с суффиксом «иллион», а к последующему (большему в тысячу раз) числу «плюсуется» «иллиард». Например, сначала идет триллион, за ним «шагает» триллиард, за квадриллионом же идет квадриллиард и т.д.
Так, одно и то же число в различных системах может означать разное, к примеру, американский биллион в английской системе именуется миллиардом.
Внесистемные числа
Помимо чисел, которые записываются по известным системам (приведенным выше), существуют еще и внесистемные. Они обладают своими названиями, в которых не включаются латинские префиксы.
Начать их рассмотрение можно с числа, называемого мириадой. Определяется оно как сотня сотен (10000). Но по своему назначению это слово не применяется, а употребляется в качестве указания на бесчисленное множество. Даже словарь Даля любезно предоставит определение такого числа.
Следующим после мириады идет гугол, обозначающий 10 в степени 100. Впервые это наименование было употреблено в 1938 году – математиком из Америки Э.Каснером, отметившим, что это название придумал его племянник.
В честь гугола свое название получил Google (поисковая система). Затем 1-ца с гуголом нулей (1010100) представляет собой гуголплекс – такое название придумал тоже Каснер.
Еще большим по сравнению с гуголплексом является число Скьюза (е в степени е в степени е79), предложенное Скьюзом при доказательстве гипотезы Риммана о простых числах (1933 год). Есть и еще одно число Скьюза, но оно применяется, когда несправедлива гипотеза Риммана. Какое из них больше, сказать довольно сложно, особенно если речь заходит о больших степенях. Однако и это число, несмотря на свою «огромность», не может считаться самым-самым из всех тех, которые обладают своими названиями.
А лидером среди самых больших чисел в мире является число Грэма (G64). Именно его использовали в первый раз для проведения доказательств в области математической науки (1977 год).
Когда речь идет о таком числе, то нужно знать, что без специальной 64-уровневой системы, созданной Кнутом, не обойтись – причина тому связь числа G с бихроматическими гиперкубами. Кнутом была придумана сверхстепень, а для того чтобы было удобно делать ее записи, он предложил использование стрелок вверх. Вот мы и узнали, как называется самое большое число в мире. Стоит отметить, что это число G попало на страницы известной Книги рекордов.
