تسلسل النظر والقول

تُظهر الخطوط نمو عدد الأرقام في متواليات النظر والنطق، بدءًا من 23 (أحمر)، 1 (أزرق)، 13 (بنفسجي)، 312 (أخضر). تميل هذه الخطوط (عند تمثيلها بمقياس لوغاريتمي رأسي ) إلى أن تكون خطوطًا مستقيمة تتطابق ميولها مع ثابت كونواي.

في الرياضيات ، تُعرف متتالية النظر والقول بأنها متتالية من الأعداد الصحيحة تبدأ على النحو التالي:

1، 11، 21، 1211، 111221، 312211، 13112221، 1113213211، 31131211131221، ... (التسلسل A005150 في OEIS ) .

لإنشاء عنصر من التسلسل من العنصر السابق، اقرأ أرقام العنصر السابق، مع عدّ عدد الأرقام في مجموعات من نفس الرقم. على سبيل المثال:

  • يُقرأ الرقم 1 على أنه "واحد 1" أو 11.
  • يُقرأ الرقم 11 على أنه "اثنان 1" أو 21.
  • يُقرأ الرقم 21 على أنه "واحد 2، واحد 1" أو 1211.
  • يُقرأ الرقم 1211 على أنه "واحد 1، واحد 2، اثنان 1" أو 111221.
  • يُقرأ الرقم 111221 على أنه "ثلاثة 1، اثنان 2، واحد 1" أو 312211.

قام جون كونواي بتحليل تسلسل النظر والقول [ 1 ] بعد أن عرّفه عليه أحد طلابه في حفلة. [ 2 ] [ 3 ]

إن فكرة تسلسل النظر والقول تشبه فكرة ترميز طول التشغيل .

إذا بدأ التسلسل بأي رقم d من 0 إلى 9، فسيظل d الرقم الأخير في التسلسل إلى أجل غير مسمى. أما إذا كان d أي رقم آخر غير 1، فيبدأ التسلسل كما يلي:

د ، 1 د ، 111 د ، 311 د ، 13211 د ، 111312211 د ، 31131122211 د ، …

أطلق إيلان فاردي على هذه المتتالية، بدءًا من d = 3، اسم متتالية كونواي (المتتالية A006715 في OEIS ) . (للحصول على d = 2، انظر (المتتالية A006751 في OEIS ) ) [ 4 ]

الخصائص الأساسية

جذور متعددة حدود كونواي مرسومة في المستوى المركب . يتم تمييز ثابت كونواي بالحرف اليوناني لامدا ( λ ).

نمو

ينمو التسلسل إلى ما لا نهاية. في الواقع، أي متغير يُعرَّف بالبدء برقم بذرة صحيح مختلف سينمو (في النهاية) إلى ما لا نهاية أيضًا، باستثناء التسلسل المنحط : 22، 22، 22، 22، ... الذي يبقى بنفس الحجم. [ 5 ]

قيود وجود الأرقام

لا تظهر أي أرقام أخرى غير 1 و2 و3 في التسلسل، إلا إذا كان رقم البذرة يحتوي على مثل هذا الرقم أو سلسلة من أكثر من ثلاثة أرقام متطابقة. [ 5 ]

الاضمحلال الكوني

تنص نظرية كونواي الكونية على أن كل متتالية تنقسم في النهاية ("تتحلل") إلى متتالية من "العناصر الذرية"، وهي متتاليات فرعية محدودة لا تتفاعل مع العناصر المجاورة لها مرة أخرى. يوجد 92 عنصرًا تحتوي على الأرقام 1 و2 و3 فقط، وقد أطلق عليها جون كونواي هذا الاسم نسبةً إلى العناصر الكيميائية الـ92 الموجودة في الطبيعة حتى اليورانيوم ، وأطلق على هذه المتتالية اسم "العناصر الصوتية". [ 6 ] كما يوجد عنصران " ما وراء اليورانيوم " (النبتونيوم والبلوتونيوم) لكل رقم عدا 1 و2 و3. [ 5 ] [ 7 ] فيما يلي جدول بجميع هذه العناصر:

جميع "العناصر الذرية" (حيث يتم تضمين E k ضمن مشتق E k+1 باستثناء Np و Pu) [ 1 ]
العدد الذري (ن)اسم العنصر (E k )تسلسليتحلل إلى [ 5 ]وفرة
1ح22ح91790.383216
2هو13112221133211322112211213322112Hf.Pa.H.Ca.Li3237.2968588
3لي312211322212221121123222112هو4220.0665982
4يكون111312211312113221133211322112211213322112جي.كا.لي2263.8860325
5ب1321132122211322212221121123222112يكون2951.1503716
6ج3113112211322112211213322112ب3847.0525419
7شمال111312212221121123222112ج5014.9302464
8يا132112211213322112شمال6537.3490750
9F31121123222112يا8521.9396539
10ني111213322112F11109.006696
11نا123222112ني14481.448773
12المغنيسيوم3113322112Pm.Na18850.441228
13ال1113222112المغنيسيوم24573.006696
14نعم1322112ال32032.812960
15P311311222112هو.سي14895.886658
16S1113122112P19417.939250
17Cl132112S25312.784218
18أر3112Cl32997.170122
19ك1112أر43014.360913
20كاليفورنيا12ك56072.543129
21العلوم3113112221133112Ho.Pa.H.Ca.Co9302.0974443
22تي11131221131112العلوم12126.002783
23V13211312تي15807.181592
24Cr31132V20605.882611
25المنغنيز111311222112Cr.Si26861.360180
26Fe13122112المنغنيز35015.858546
27شركة32112Fe45645.877256
28ني11133112Zn.Co13871.123200
29النحاس131112ني18082.082203
30الزنك312النحاس23571.391336
31جا13221133122211332Eu.Ca.Ac.H.Ca.Zn1447.8905642
32جي31131122211311122113222هو.غا1887.4372276
33مثل11131221131211322113322112جي.نا27.246216076
34سي13211321222113222112مثل35.517547944
35بر3113112211322112سي46.299868152
36كر11131221222112بر60.355455682
37Rb1321122112كر78.678000089
38كبير3112112Rb102.56285249
39Y1112133Sr.U133.69860315
40زركونيوم12322211331222113112211YHCa.Tc174.28645997
41ملاحظة1113122113322113111221131221إر.زر227.19586752
42شهر13211322211312113211ملاحظة296.16736852
43Tc311322113212221شهر386.07704943
44رو132211331222113112211Eu.Ca.Tc328.99480576
45Rh311311222113111221131221Ho.Ru428.87015041
46Pd111312211312113211Rh559.06537946
47الزراعة132113212221Pd728.78492056
48قرص مضغوط3113112211الزراعة950.02745646
49في11131221قرص مضغوط1238.4341972
50سن13211في1614.3946687
51Sb3112221Pm.Sn2104.4881933
52تي1322113312211Eu.Ca.Sb2743.3629718
53أنا311311222113111221هو.تي3576.1856107
54زين11131221131211أنا4661.8342720
55ج13211321زين6077.0611889
56با311311ج7921.9188284
57لا11131با10326.833312
58سي1321133112La.H.Ca.Co13461.825166
59برو31131112سي17548.529287
60اختصار الثاني111312برو22875.863883
61مساءً132اختصار الثاني29820.456167
62صغير311332Pm.Ca.Zn15408.115182
63الاتحاد الأوروبي1113222صغير20085.668709
64الله13221133112Eu.Ca.Co21662.972821
65السل3113112221131112هو.ج.28239.358949
66دي111312211312السل36812.186418
67هو1321132دي47987.529438
68إيه311311222Ho.Pm1098.5955997
6911131221133112Er.Ca.Co1204.9083841
70Yb13211311121570.6911808
71لو311312Yb2047.5173200
72Hf11132لو2669.0970363
73تا13112221133211322112211213322113Hf.Pa.H.Ca.W242.07736666
74دبليو312211322212221121123222113تا315.56655252
75يكرر111312211312113221133211322112211213322113جي.كا.و169.28801808
76نظام التشغيل1321132122211322212221121123222113يكرر220.68001229
77إير3113112211322112211213322113نظام التشغيل287.67344775
78نقطة111312212221121123222113إير375.00456738
79أستراليا132112211213322113نقطة488.84742982
80الزئبق31121123222113أستراليا637.25039755
81تي إل111213322113الزئبق830.70513293
82الرصاص123222113تي إل1082.8883285
83ثنائي الجنس3113322113الرصاص1411.6286100
84بو1113222113ثنائي الجنس1840.1669683
85في1322113بو2398.7998311
86ممرضة مسجلة311311222113هو.أت3127.0209328
87الأب1113122113ممرضة مسجلة4076.3134078
88رع132113الأب5313.7894999
89أ3113رع6926.9352045
90ذ1113أ7581.9047125
91با13ذ9883.5986392
92يو3با102.56285249
العناصر العابرة لليورانيوم
93Np1311222113321132211221121332211n [ ملاحظة 1 ]Hf.Pa.H.Ca.Pu0
94بو31221132221222112112322211n [ ملاحظة 1 ]Np0

زيادة في الطول

تزداد أطوال الحدود في النهاية بنحو 30% لكل جيل. على وجه الخصوص، إذا كان L n يرمز إلى عدد أرقام العنصر رقم n من المتتالية، فإن نهاية النسبةلن+1لن{\displaystyle {\frac {L_{n+1}}{L_{n}}}}موجود ويُعطى بواسطة ليمنلن+1لن=λ{\displaystyle \lim _{n\to \infty }{\frac {L_{n+1}}{L_{n}}}=\lambda }

حيث λ = 1.303577269034... (المتتالية A014715 في OEIS ) هو عدد جبري من الدرجة 71. [ 5 ] [ 8 ] وقد أثبت كونواي هذه الحقيقة، ويُعرف الثابت λ بثابت كونواي . [ 6 ] وينطبق الأمر نفسه على جميع أشكال المتتالية التي تبدأ بأي عدد أولي غير 22.

ثابت كونواي كجذر متعدد الحدود

ثابت كونواي هو الجذر الحقيقي الموجب الوحيد لكثير الحدود التالي (المتتالية A137275 في OEIS ) : +1x71-1x69-2x68-1x67+2x66+2x65+1x64-1x63-1x62-1x61-1x60-1x59+2x58+5x57+3x56-2x55-10x54-3x53-2x52+6x51+6x50+1x49+9x48-3x47-7x46-8x45-8x44+10x43+6x42+8x41-5x40-12x39+7x38-7x37+7x36+1x35-3x34+10x33+1x32-6x31-2x30-10x29-3x28+2x27+9x26-3x25+14x24-8x23-7x21+9x20+3x19-4x18-10x17-7x16+12x15+7x14+2x13-12x12-4x11-2x10+5x9+1x7-7x6+7x5-4x4+12x3-6x2+3x1-6x0\begin{matrix}&&\qquad &&\qquad &&\qquad &&+1x^{71}&\\-1x^{69}&-2x^{68}&-1x^{67}&+2x^{66}&+2x^{65}&+1x^{64}&-1x^{63}&-1x^{62}&-1x^{61}&-1x^{60}\\-1x^{59}&+2x^{58}&+5x^{57}&+3x^{56}&-2x^{55}&-10x^{54}&-3x ^{53}&-2x^{52}&+6x^{51}&+6x^{50}\\+1x^{49}&+9x^{48}&-3x^{47}&-7x^{46}&-8x^{45}&-8x^{44}&+10x^{43}&+6x^{42}&+8x^{41}&-5x^{40}\\-12x^{39}&+7x^{38}&-7x^{37}&+7x^{36} +1x^35 & -3x^34 & +10x^33 & +1x^32 & -6x^31 & -2x^30 \\ -10x^29 & -3x^28 & +2x^27 & +9x^26 & -3x^25 & +14x^24 & -8x^23 & & -7x^21 & +9x^20 \\ +3x^19 & -4x^18 & -1 0x^{17}&-7x^{16}&+12x^{15}&+7x^{14}&+2x^{13}&-12x^{12}&-4x^{11}&-2x^{10}\\+5x^{9}&&+1x^{7}&-7x^{6}&+7x^{5}&-4x^{4}&+12x^{3}&-6x^{2}&+3x^{1}&-6x^{0}\\\end{matrix}}}

وردت هذه المعادلة متعددة الحدود بشكل صحيح في مقالة كونواي الأصلية المنشورة في مجلة يوريكا ، [ 1 ] ولكن في النسخة المعاد طباعتها في الكتاب الذي حرره كوفر وجوبيناث [ 1 فإن المصطلحx35{\displaystyle x^{35}}طُبعت بشكل خاطئ مع وجود علامة ناقص في البداية. [ 9 ]

تعميم

تُعرف سلسلة الأرقام التي تُقرأ وتُنطق أيضًا باسم سلسلة أرقام موريس ، نسبةً إلى عالم التشفير روبرت موريس ، ويُشار أحيانًا إلى اللغز "ما هو الرقم التالي في السلسلة 1، 11، 21، 1211، 111221؟" باسم بيضة الوقواق ، نسبةً إلى وصف موريس في كتاب كليفورد ستول "بيضة الوقواق" . [ 10 ] [ 11 ]

الاختلافات

توجد العديد من الاختلافات الممكنة في القاعدة المستخدمة لتوليد تسلسل النظر والنطق. على سبيل المثال، لتكوين "نمط البازلاء"، تتم قراءة الحد السابق وحساب جميع مرات ظهور كل رقم، مرتبة حسب ترتيب ظهوره الأول، وليس فقط تلك التي تظهر في كتلة متتالية. [ 12 ] [ 13 ] لذا، بدءًا من البذرة 1، يتبع نمط البازلاء التسلسل التالي: 1، 11 ("واحد 1")، 21 ("اثنان 1")، 1211 ("واحد 2 وواحد 1")، 3112 ("ثلاثة 1 وواحد 2")، 132112 ("واحد 3، واثنان 1 وواحد 2")، 311322 ("ثلاثة 1، وواحد 3، واثنان 2")، وهكذا. يشكل هذا النمط في النهاية دورةً مع الحدين "الذريين" 23322114 و32232114. ولأن المتتالية لانهائية، فإن طول كل عنصر فيها محدود، ولا يوجد سوى عدد محدود من الكلمات التي لا يتجاوز طولها حدًا معينًا، لذا لا بد أن تتكرر في النهاية، ونتيجةً لذلك، فإن متتاليات نمط البازلاء دورية دائمًا . [ 12 ]

توجد أيضًا نسخ أخرى من نمط البازلاء؛ على سبيل المثال، بدلًا من قراءة الأرقام كما تظهر أولًا، يمكن قراءتها بترتيب تصاعدي (التسلسل A005151 في OEIS ) . في هذه الحالة، سيكون الرقم الذي يلي 21 هو 1112 ("واحد 1، واحد 2")، والرقم الذي يلي 3112 هو 211213 ("اثنان 1، واحد 2، واحد 3"). وينتهي هذا التباين بتكرار الرقم 21322314 ("اثنان 1، ثلاثة 2، اثنان 3، واحد 4").

تختلف هذه المتتاليات عن متتالية "انظر وقل" في عدة جوانب ملحوظة. فعلى عكس متتاليات كونواي، لا يُحدد أي حد في نمط البازلاء الحد السابق له بشكل فريد. علاوة على ذلك، يُنتج نمط البازلاء، لأي بذرة، حدودًا ذات طول محدود: لا يتجاوز هذا الحد عادةً 2 × الأساس + 2 رقم (22  رقمًا للنظام العشري : الأساس = 10 )، وقد يتجاوز 3 × الأساس + 30 رقمًا (30  رقمًا للنظام العشري) في حالة البذور الأولية الطويلة والمتدهورة (متتالية "100 واحد"، وما إلى ذلك). في هذه الحالات القصوى، تستقر العناصر الفردية للمتتاليات العشرية مباشرةً في تبديل على الشكل a 0 b 1 c 2 d 3 e 4 f 5 g 6 h 7 i 8 j حيث تمثل الأحرف من a إلى j أرقامًا من عنصر المتتالية السابق.

انظر أيضاً

ملحوظات

  1. يمكن أن يكون 1 2 n أي رقم 4 أو أعلى.

مراجع

  1. 1 2 3 4 كونواي، جون هـ. (يناير 1986). "الكيمياء الغريبة والرائعة لتحلل المواد الصوتية" (ملف PDF) . يوريكا . 46 : 5-16 . أُعيد طبعه بعنوان: كونواي، جيه إتش (1987). "الكيمياء الغريبة والرائعة للتحلل الصوتي". في: كوفر، توماس إم؛ جوبيناث، بي (محرران). مشاكل مفتوحة في الاتصالات والحوسبة . سبرينغر-فيرلاغ . ص 173-188 . ISBN  0-387-96621-8.
  2. روبرتس، سيوبان (2015). العبقرية في اللعب: العقل الفضولي لجون هورتون كونواي . بلومزبري . ISBN 978-1-62040-593-2.
  3. انظر وقل الأرقام (مع جون كونواي) - قناة Numberphile على يوتيوب
  4. متتالية كونواي ، MathWorld ، تم الاطلاع عليها عبر الإنترنت في 4 فبراير 2011.
  5. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ مارتن، أوسكار (٢٠٠٦). "الكيمياء الحيوية المرئية: الحمض النووي الريبي الأسي والحمض النووي متعدد السلاسل" (ملف PDF) . المجلة الرياضية الأمريكية الشهرية . ١١٣ (٤). الجمعية الرياضية الأمريكية: ٢٨٩-٣٠٧ . doi : 10.2307/27641915 . ISSN 0002-9890 . JSTOR 27641915. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ ٢٤ ديسمبر ٢٠٠٦. تم الاطلاع عليه بتاريخ ٦ يناير ٢٠١٠ .  
  6. 1 2 كونواي، جون هورتون؛ جاي، ريتشارد ك. (2006). كتاب الأعداد (طبعة ناخدر ). نيويورك، نيويورك: كوبرنيكوس. ص 208-209 . ISBN   978-0-387-97993-9.
  7. إخاد، شالوش ب.؛ زيلبرغر، دورون: "إثبات نظرية كونواي الكونية المفقودة" ، الإعلانات البحثية الإلكترونية للجمعية الرياضية الأمريكية ، 21 أغسطس 1997، المجلد 5، الصفحات 78-82. تم الاطلاع عليه في 4 يوليو 2011.
  8. وايسشتاين، إريك و. "التسلسل النظري واللفظي" . mathworld.wolfram.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 يناير 2026 .
  9. فاردي، إيلان (1991). الترفيه الحسابي في ماثيماتيكا . أديسون-ويسلي . ISBN 0-201-52989-0.
  10. سلسلة روبرت موريس ، jamesthornton.com
  11. الأسئلة الشائعة حول متتالية أرقام موريس ، ocf.berkeley.edu
  12. 1 2 كواكس، أندريه (2017). "دراسات حول تسلسل نمط البازلاء". arXiv : 1708.06452 [ math.HO ].
  13. داسو، ج.؛ ماركوس، س.؛ باون، ج. (1 أكتوبر 1993). "القراءة التكرارية للأرقام و"الثقوب السوداء"". دوريكا ماثيماتيكا هنغاريكا . 27 (2): 137– 152. دوى : 10.1007 / BF01876638 .