onewanのメモ帳

数式が書きたくて始めたブログ。twitter IDは @onewan

129について調べてみる

この記事は、「日曜数学Advent Calendar 2022」の9日目の記事です。

adventar.org

昨日8日目の記事は、みぽさんの「「p2-1は12の倍数(p>3)」を群論っぽく考えてみる~整数問題から代数系へ~」でした。

mathlog.info

129について

 今年のAdvent Calendarは12/9の記事ということで、なんと129について調べて観ようと思います。

因数分解

 自然数を見ると、まずは因数分解したくなるのはサガ*1ですかね。

 129は明らかに3で割れますので、 129 = 3 \times 43 と因数分解出来ます。43といえば日本の県の数ですね。すべての県を魏呉蜀みたいに3つの地域に分けたら129つになるわけで、そういう規模感の数字になるわけですね。何となく、比較的身近な大きさの数字だなあという心象ですね。*2

2進法

 さて、129自身について他の分け方も考えてみましょう。129って、 128 = 2^{7} に1を足した数字なので、2進法だと10000001と8桁で左右対称になりますね。なんかきれい。そういえば、桁数が偶数で左右対称の数字は10進法だと11で割り切れるんですけど、こいつも11(2進法で3)で割り切れますね。

 なお、11の倍数判定としては、偶数桁の合計値と奇数桁の合計値の差が11で割り切れると、11の倍数になるというのが基本にあるわけですが、桁数が偶数で左右対称だと、偶数桁の合計値と奇数桁の合計値の差が0になるので、11で割り切れる訳です。

 ここで、「偶数桁の合計値と奇数桁の合計値の差が11で割り切れる」ということの基になっているのは、「11の倍数を引いても、11で割り切れるかどうかの判定は変わらない」ということで、99のA倍をA00(Aは百の位の数字。A=9なら900)から引くことを考えてやれば、 A00 - 99 \times A = Aとなるので、「任意の桁の数字を2桁下に移動(足し算)してやっても、割り切れるかどうかの判定は変わらない」というところから来ています。

 2進数だと、上記Aには1しか入らないので、シンプルに100-11=1になり、「任意の桁の数字を2桁下に移動(足し算)してやっても、割り切れるかどうかの判定は変わらない」ので、よってもって「桁数が偶数で左右対称の数字は11で割れる」ことになります。

 2進法で10000001は11で割れる、つまり10進法で考えると129は3で割れることが分かるのです。やったね。  ちなみに、2進数を手で数える方法を小学生のときに知ったのですが、それで129を数えるとえらいことになるので、人前で数えるのはやめましょう。 二進指数え法 - Wikipedia

刑法129条

 刑法129条は過失往来危険罪です。危険行為はやめましょう。

1.過失により、汽車、電車若しくは艦船の往来の危険を生じさせ、又は汽車若しくは電車を転覆させ、若しくは破壊し、若しくは艦船を転覆させ、沈没させ、若しくは破壊した者は、30万円以下の罰金に処する。 2.その業務に従事する者が前項の罪を犯したときは、3年以下の禁錮又は50万円以下の罰金に処する。

 全然関係無さ過ぎてびっくりすると思うのですけれども、2022年の改正で、懲役と禁固が柔軟に織り交ぜられるように拘禁刑という刑罰に変更されて、2025年から施行される見込みらしいですね。へー。 刑法第129条 - Wikibooks

さいごに

 今年のネタはゆるっとしてみましたので、普段は数学の記事を読まない方にも読んで貰えてたら幸いです。

では、おやすみなさいzzz

*1:ちなみに、サガシリーズではゲームボーイ版のサガ2が好きです

*2:県の中もいくつかの地域に分かれるだろうから、平均で3地域くらいだとフェルミ推定したら129地域くらいなんじゃないかな。しらんけど。

素因数分解ビンゴのLINE Bot 復活!!

素因数分解ビンゴとは?

素因数分解ビンゴは、3人以上(読み手が1人以上、プレイヤーが2人以上)が集まって行なうゲームです。基本の考え方はビンゴゲームと同じですが、最初にプレイヤーは以下の準備を行います。

事前準備(プレイヤーのみ)

  1. 5×5のマスに、2から97までの素数(ちょうど25個)を1つずつ書き込んだカードを用意します。
  2. 書き込んだカードを右隣りのプレイヤーに渡します。

 その場でカードを作ることを想定してこのような手順を踏んでいますが、事前に複数枚用意して配って頂く場合には態々このような手順を踏む必要はありません。

プレイング

  1. 読み手は、プレイヤーには見えないように、任意の手段で2から97までの素数から重複を許して3つ取り出しかけ合わせ読み上げる
  2. 読み手は、上記1.を1分ごとに繰り返す
  3. プレイヤーは、読み手が読み上げた数の素因数を計算することが出来た場合には、通常のビンゴと同じように、その素因数が書かれたマスを潰すことが出来ます。
  4. プレイヤーは、以前に読み上げられた数に関しても、いつでも素因数を計算して構いませんし、計算出来たタイミングでマスを潰すことが出来ます。

実例

たとえば、以下のようなビンゴカードが手元にあるとしましょう。

素因数分解ビンゴカード

読み手は以下のように数字を提示していきます。実際には1分ごとに読み上げますが、ここでは3つ一気に書いてしまいますので、皆さん素因数分解して、ビンゴカードの数字を潰していきましょう。

  • 15423
  • 64823
  • 181189

なお、素因数分解ビンゴが生まれた経緯と、簡単な倍数判定法について、以下の書籍に書きましたのでご興味のある方はお手に取ってみて下さい。

www.shosen.co.jp

素因数分解ビンゴの補助ツール(LINE Bot)

LINEを起動して、QRを利用したLINEの友達追加で、以下のQRコードを読み取ってください。

使い方は以下の通りです。

事前準備(プレイヤーのみ)の補助

  • スタンプを送る: ビンゴカードを生成

読み手の補助

  • fを送る: 重複を含んで100以下の3つの素数を掛けた数と、素因数の3数も表示する
  • f以外の文字を送る: 重複を含んで100以下の3つの素数を掛けた数を返すが、素因数は表示されない

Enjoy the game !!

趣味で数学の勉強をすることについて

気が向いたので

普段、仕事に全く関係しない数学を趣味で勉強しているのですが、何を思って勉強しているのか、気が向いたので書いてみたいと思います。

一応前置きとして、これは単なる個人の感想であって、一般論でも無いし、人それぞの考え方や向き合い方があると思うので、そんな感じでゆるく見て下さい。

何を考えているか

5年ほど前に趣味数学を始めた頃は、雑食で大学数学に関連する話をつまみ食いしていました。そして、短期でやらないといけないという縛りは仕事の方でお腹いっぱいなんで、、超長期(30年くらい)で東大や京大の数学科(学部)で学ぶであろう数学を全部学ぼうという目標を立てていました。長期の目標なので、やれるときにやって、やれないときはやらない、こうすれば理解出来な過ぎても嫌になってやめたりはしないハズと。知らんけど。

それから数年後、やはり分野をまず絞ろうと思い、昔から好きな整数論をやろうと思い立ちました。

目下の目標は(それで終わるかも知れんけど)、「フェルマーの最終定理の証明を理解すること」で、もう少し具体的に言うと、斎藤先生の「フェルマー予想」の内容を理解することです。理解といっても、どこまで何を分かれば理解というのか、現段階では敢えて厳密には定義していません。その代わり、内容を理解するために必要だろうと思われる理論をこつこつ勉強することにしました。(それ自体が目的になることもOKとします。趣味なので。)

最近流行りのPoCじゃないですけれど、進みながらやり方や目的も修正しながら勉強していこうかなあと。

今年は類体論に入門することにしたので、牛歩ですけれども、徐々に理解できていければなあという感じですね。

とはいうものの

仕事では必要とされない数学をやるのは楽しいのですが、まあ折角なので実用的な数学も平行してやっておこうかと、食わず嫌いだった統計学の勉強も少し始めました。もともと、”神はサイコロを振らぬ”信者なので、大学時代から拒絶してたんですが、「数理モデルの対象を完全に観測出来ないことは往々にしてあるし、パラメータに依存させて幅を持たせたら良いんじゃね?」という考えだと解釈したら、まあ一応修士で数理モデル扱ってた身としては納得出来ました。

社会的に数学流行って来たよね?

Deep Learningのお陰で、数学が分かる人の需要は増えて来たと思います(Google Brainの方もDLはtoo much mathだと言ってました)。他にも量子コンピュータもある程度の数学力は要るし、暗号系は数論の知識が要りますから、ますます需要は増えるんだろうなあという心象です。

Google とか海外のテックジャイアントは数学系の人を積極採用している一方で、日本では法的に基礎研究が義務付けられているらしいNTTに数学の基礎研究所が出来ました。まあ、株式会社は売上・利益の短期目標の達成を義務付けられているので、他の民間企業ではなかなか大規模な採用は難しいのかも知れませんが、需要は増えていると思っています。

数学を勉強出来る場は増えていると思う

5年前には、大学の外で、大学の数学を手軽に勉強する方法が無かったように思いますが、東京では社会人向けの数学塾(塾なのかな?)もありますし、さらには様々な方の努力に寄って、勉強出来る場は増えているように感じます。

これから

ゆるくやっているお陰なのか、今のところ数学をやる気がゼロになることは無かったので、このまま一生やってくんだと思ってます。ちなみに、大学は工学系なんですが、工学は当時モチベーションがほぼ無い状態で無理して勉強していたので(成績は院試免除になる程度には良かったですが)、あれは良くなかったなあと思っています。モチベーションは大事。

勉強会をやっていて思うこと

毎週水曜日に開催している勉強会「ゆるにじたい」が始まってそろそろ2年が経ちます。

当初は「素数と2次体の整数論」(共立出版, 青木 昇 著)を進めるゼミで、1年掛けて読み終わったあとに、さらに「数論序説」(裳華房, 小野 孝 著)を進めています。

そんな中で、これら専門書には行間があることはもちろんですが、誤った記載も見受けられます。おそらく、著者にとっては本質的な部分ではない等もあって、適当に流してしまっているためかと思いますが、循環論法になっている箇所や、根本的に論理が間違っているところもあります。

ここでは間違いを批判するつもりは毛頭なく、そもそも少し間違っている方が、専門書を絶対的に信じるのではなくて自分の頭で考える習慣が着くので良いくらいに思っています。そもそも勉強出来る専門書を出して頂いた著者、出版社の方には感謝しか無いです。

では、何が言いたいかというと、勉強会で折角まとめた内容も、著作権の関係で、同じ本を勉強する方*1に還元出来ないのが勿体ないなあという事です。

無償で公開してしまうと、そもそもの書籍が読まれなくなって、著作権者に損害を与えることになりますので、業界にとっても良くありませんし、また許可なく公開すると、著作権侵害になります*2。

そこで、出版社側で、書籍に以下のような権利を付随して貰えないものだろうかと夢想してみました。 ①書籍の購入者は、書籍の勉強会の成果物(まとめノート、勉強会動画など)をある限定公開のwebサイトにuploadして良い権利を得られる。 ②書籍の購入者は、第三者がuploadした上記成果物を、閲覧できる権利を得られる。

こういう形であれば、書籍の売上は下がらないだろうし、成果物をまとめる側も勉強会のモチベーションが上がる、その分野に入門する人は先人の知恵が得られるし、良いまとめがあると評判になれば、むしろ教科書の売上も上がるのではないかと想像されます。

一般の出版社では敷居が高いかも知れませんが、技術書展などの商業誌以外のところから、こういう仕組みが広がっていくと、もしかしたらデファクト・スタンダードになって、気が付けば商業誌も同じ仕組みが取り入れられたりしないもんでしょうかね。

www.kyoritsu-pub.co.jp

www.shokabo.co.jp

*1:追記:ここでは、数年後に同じ教科書を勉強される第三者を想定しています。

*2:追記:もちろん、公開する内容次第ではあります。ここでは、教科書の記載をほぼそのまま書いた上で、行間などを追記したようなものを一般公開することを想定しています。

『人と数学のあいだ』を読んで

最初に

 先日販売された、東工大の数学科教授 加藤文元先生の新刊『人と数学のあいだ』を読了しましたので、読んでいて思ったことをつらつら書かせて頂きます。

 本書は、文元先生と数学以外の領域の方との対談をオムニバス形式で紹介した内容となっておりました(下記発行元のトランスビューさんのページもご参照下さい)。 www.transview.co.jp

それでは、ざっくりですが感想を書いていきます。

感想

第1章 数学することは生きること 竹内薫( サイエンス作家)

ルービックキューブと群論、接吻数と超ひも理論の話など興味深い話が盛りだくさんでした。未来の数学の姿として、圏論・トポスという言葉も出てきたので、これらの概念には一度入門したいですね。

第2章 数学と文学の交差点―すべての表現者は孤独か? 岩井圭也( 小説家)

 岩井先生は「永遠についての証明」の中で、数学者は理論を想像するというよりも見出すのだという内容を書かれておられるそう。  数学の理論は発明か、発見かのような話題もよく見かけます。私は知財(特許)が本業なのですが、特許法における発明は、「自然法則を利用した技術的思想の創作のうち高度のもの」(第2条第1項)という定義であって、数学の理論そのものは「自然法則を利用したもの」に該当しないので、発明とは認められません。もちろん、数学の理論を使って何かしらのハードウェアで実現したものであれば話は異なりますので誤解の無きよう。(知財の解説をすると膨大な記事になるので割愛します。)

 この章でブルバキ(Bourbaki)の話が出てくるんですが、ブルバキって教科書という意味だったんですね。知らんかった。

 ブルバキの話の流れで共鳴箱の理論という話題が出てきます。共鳴箱の理論というのは、優れたアイデアを持った人には、その人の出す「音色」に共鳴してくれる他者が必要だということらしいです。  これは数学に限らず、自分の考えをまとめる際に他人に聞いてもらうと整理し易いという話にも通じますね。そういえば、プログラマーには、ラバーダッキングというアヒルの人形に話しかける簡易手法があるというのを見たことがありますが、数学のゼミもこれらに似てますね。他人に分かって貰うために準備して、さらに指摘して貰うというのは学習方法としてはとても良いと思うので、他の分野でも応用出来そうだと思っています。

 リウヴィルがガロアの理論を広めるに至ったのは、数学会の政敵がガロアを批判したからその反論としてガロアの理論を深く理解しようと試みたというのもあるらしいです。  人が一度にかけられる労力なんて高が知れているので、何かしらモチベーションが無いと動かないし、主流・傍流というものが出来てしまうのも、数学の世界であっても同じなんですね。

第3章  数学と脳科学―数学者の精神と脳科学の数理 上野雄文( 精神科医・脳科学者)

 数学の世界だと、物理と違って実験して正解を得るということが出来ないので、人間の頭の中での<正しさ>を他人と共通理解することになるという話がありました。  やはりそこは論理の客観性を追求することになるのだろう。公理系から導き出される論理的帰結がそれに該当するのだろうけれど、さらに深堀りして共通理解であることを確認するのは認知の話にもなるので、これ以上は語り辛いですね。

 クロネッカーの青春の夢にもあるように、夢は数学を動かしている原動力の一つで有限な生命だからこそ人間は意志のちからがあるのかもという話がありました。  人間は、身体の構造というハードウェア的な条件がそもそも精神に影響を与えているのではないかという話をどこかで聞いた覚えがあります(東大の暦本先生か、稲見先生だった気がします)。ということは、自身の存在を錯覚させるような身体拡張もしくはxRなどを用いた状態でいろんな思考を巡らせると、新たな知見が得られるのでは?

 科学的に確証にまでは至っていないけれど、頭頂葉と前頭葉が数学力と関わりがあるかも知れないという話もありました。  数学力もそうですが、人の能力や精神が脳でどのように構成されているのかを解析出来てしまったとき、どうなってしまうんでしょうね。

第4章  数学は「役に立つ」のか? 川上量生( 実業家)

 プログラミングのコードの複雑性を表す指標として循環的複雑度というものがあり、ifやループなどの分岐や外部サブルーチンを参照するたびに1増えるという。  フローチャートを図形と見ると、確かに幾何学的に判断しているとも言えて、幾何学の知見がいろんなところで役に立つのかも知れない。

 法律の条文の整合性を担保するために情報科学の手法を取り入れる考え方は「法令工学」と呼ばれて研究が進められているという。  これは法務系に関わる者として面白そうなので、どこかで見ておきたい。

 人間は基本的に情報圧縮アルゴリズムだと考えられるのではないかという。  これはたしかにそうなのかも知れない。仕事をしていても、膨大な文章をやり取りするのだけれど、要点はどこにあって、論点は何かを示さないと全文を読む羽目になり、時間が浪費される。情報圧縮アルゴリズムを通した内容でやりとりして欲しい。

 空間の考え方の変遷という項目が最後にありました。ここの話は、多様体、スキーム論、圏論・トポスと時代的に考え方が変わったという話でして、最後に圏論の紹介がありました。本書には詳述されていますが、なるほどという内容でした。

さいごに

 本書は数学を主題として異分野との関わりを紹介する内容で、個人的にも常日頃考えている話題にも近く、200ページほどありますが、すらすら読む事ができました。皆様もこの年末年始に読まれてみてはいかがでしょうか?