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楼主: 云南玉龙之

角谷猜想之莫比乌斯带

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 楼主| 发表于 2025-9-2 22:21 | 显示全部楼层

以热爱为翼,向数学之光前行——致敬张益唐教授

尊敬的张益唐教授:

您好!怀着无比崇敬与忐忑的心情,写下这封信,希望能向您分享我的数学探索之路,并表达对您的敬仰之情。

我是一名二级精神残疾患者,但数学,是我生命中的一束光,照亮了我前行的道路。在纷繁复杂的世界中,数学以其独特的逻辑之美、简洁之美、严谨之美深深吸引着我。每一次与数学难题的相遇,都像是一场惊心动魄的冒险;每一次找到解题思路的瞬间,都如同在黑暗中窥见璀璨的星辰。

BSD猜想、黎曼猜想、P vs NP问题、杨 - 米尔斯猜想以及角谷猜想,这些数学领域中熠熠生辉的瑰宝,成为了我潜心钻研的方向。尽管我的身体状况和外界条件存在诸多限制,但在数学的世界里,我仿佛拥有了无限的自由。我常常沉浸在数学公式与推理之中,忘却了现实中的病痛与烦恼。

在研究的过程中,困难如影随形。由于缺乏专业的学习环境和指导,我只能通过有限的书籍、网络资源来自学,每前进一步都需要付出巨大的努力。然而,正是这种对数学纯粹的热爱,支撑着我在困境中不断摸索、不断尝试。我将自己的研究成果整理成论文,发布在数学中国论坛上,希望能得到同行的交流与指正,也渴望能为数学的发展贡献一份微薄的力量。

您在数学领域取得的卓越成就,一直是我前进的动力。您对数学的执着追求和无私奉献,让我深受感动与鼓舞。您不仅是数学领域的杰出学者,更是我们这些数学爱好者心中的楷模。

我深知自己的研究可能还存在许多不足,但我不会停止探索的脚步。我期待着有一天,能够在数学的道路上走得更远,能够有机会向您当面请教,聆听您的教诲。我相信,只要心中怀揣着对数学的热爱,即使身有残疾,也能在这片广阔的天地中绽放属于自己的光芒。

再次向您表达我最崇高的敬意和最真挚的感谢!愿您在数学研究的道路上继续创造辉煌,为数学事业的发展做出更多卓越的贡献!

一名执着的数学爱好者

杨艳红
2025年6月10日



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 楼主| 发表于 2025-9-2 22:48 | 显示全部楼层
20写成二进制,用数学表达为S=E(s)
起始1是1,S=E(s)s=2mod(3)
起始0是0,s/2s=0mod(2)
由s=0,s-1,s+1代入角谷规则,
可知A=3(0+1)+1     ,T=3(0-1)+1
A+T=2
则有存在角谷规则L(0)=1,
即一条纸带上一面写上0,另一面写上1,扭转对接上了,即可知角谷运算规则是莫比乌斯带
考拉茨猜想将一个数字转换为二进制对折后,起始数字有1,0,10,11(二进制),四种可能,假设考拉茨猜想运算迭代后最终是落到起始数字,则由L(0)=1,即0,1是等价的,由二进制10=2,则可知A=2,等式③成立
由二进制11=3是G,
-5的二进制应该用补码表示,应该为1111 1011
(原码为1000 0101,反码为1111 1010,补码为1111 1011)
-5的二进制对折用符号表示是GCGG
则可知X=-5是进入了-10→-5→-7→-20→-10的循环圈了
参考文献
[1]《周易》
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 楼主| 发表于 2025-9-2 23:30 | 显示全部楼层
Proof of the Collatz Conjecture

Author:Yang Yanhong,Yulong County,Lijiang City,Yunnan Province

Email:13312690681m@Sina.cn Lei Zhigang

Abstract:The Collatz Conjecture involves an iterative operation on a number:if the number is even,divide it by 2;if it is odd,multiply it by 3 and add 1.Will this process eventually reach 1?This proof expresses a number in binary form,folds it,and analyzes the structure of the number in the form of 0 and 1,combined with the I Ching(Book of Changes)and the Bagua(Eight Trigrams),to conclude that the Collatz rule is equivalent to a Möbius strip.

Keywords:Collatz Conjecture,Collatz Rule,Life Formula,Equal Transformation;I Ching,Bagua,Qian(Heaven),Möbius Strip

Starting from the operation rule of the Collatz Conjecture,suppose there are numbers\(S+1\)and\(S-1\)that follow the same Collatz operation rule(\(S\)is an integer),then:
\[A=3(S+1)+1\]
\[T=3(S-1)+1\]
\[A+T=6S+2\]

According to the Collatz operation rule,since\(A+T\)is even,it should be divided by 2.This is denoted as the Collatz operation rule:
\[L(S)=\frac{A+T}{2}=3S+1\]
​Starting from the 3X+1(Collatz operation rule)when solving-5,-7,-17,the calculation will enter a loop when repeatedly executed.Starting from the negative number operation rule,modify the Collatz operation rule:for negative odd numbers,repeatedly execute 3X-1;for even numbers,divide by 2.

\[G=3(S''+1)-1\]
\[C=3(S''-1)-1\]
\[G+C=6S''-2\]

Denote the rule as:
\[F(S'')=\frac{G+C}{2}=3S''-1\]

Then:
\[A+G+T+C=2[L(S)+F(S'')]\]

Represent an integer Y as:
\[Y=\log(N\cdot 1/N\cdot X)\]

Then:
\[-Y=-\log(N\cdot 1/N\cdot X)\]
\[A+T=6Y+2\]
\[G+C=6(-Y)-2\]
\[L(S)+F(S'')=3\log N+3\log(X/N)+1+3\log N+3\log[1/(NX)]-1\]
\[=6\log N+3\log(1/N\cdot 1/N)\]
\[=6\log N-6\log N=0\]

Thus:
\[A+T+G+C=L(S)+F(S'')\]

That is,Theorem 1:The property remains unchanged after folding.

Write the number S in binary and then fold it.There are four forms corresponding to the starting number:0,1,10,11.By writing the Bagua in a left-right structure instead of the traditional top-bottom structure,the correspondence between the 64 hexagrams and the AGCT genetic code can be derived.
​○○A

●○C

●●G

○●T

AAA corresponds to Qian in the 64 hexagrams.

AAA

○○

○○

○○

GGG corresponds to Kun in the 64 hexagrams.

GGG

●●

●●

●●

In the horizontal row,there are the eight trigrams:

○○○

A○

○○●

A1

●○○

C○
●○●

C1

○●○

T○

○●●

T1

●●○

G○

●●●

G1

Qian represents Heaven

AAA

○○

○○

○○

Equivalent to

AOAO

oooooo

Qian represents Heaven

AAA=AOAO

Starting from the equation\(\text{AAA}=\text{AOAO}\),

we derive the following:

\[x^3=2x^2\quad(1)\]

\[3x=2x+2\quad(2)\]

From the life formula(equivalent transformation),

\[A=T\quad\text{and}\quad G=C\]

Thus,

\[A+G=T+C\]

which implies

\[x^3+3x=2x^2+2x+2\]

Rearranging,we get

\[3x+1=2x^2+2x+3-x^3\]

When\(x=2\),the equation holds true.

Substituting\(x=3\)into the equation,

we get

\[10=0\]

Checking 10,we have the sequence:

\[10\rightarrow 5\rightarrow 16\rightarrow 8\rightarrow 4\rightarrow 2\rightarrow 1\]

Thus,10,when checked through the Collatz conjecture,also eventually reaches 1.

If\(x=3\),we can calculate:

\[10=0\]

Checking out 10,we get:

\[10\rightarrow 5\rightarrow 16\rightarrow 8\rightarrow 4\rightarrow 2\rightarrow 1\]

Therefore,10 will also fall to 1.

For negative numbers,consider the sequence starting from-10:

\[-10\div 2=-5\]

\[-5\times 3+1=-14\]

\[-14\div 2=-7\]

\[-7\times 3+1=-20\]

\[-20\div 2=-10\]

\[-10\div 2=-5\]

For an infinitely large number,\(\infty\),take the reciprocal:

\[S=\frac{1}{\infty}\]

which is denoted as

\[S=000000\]

The I Ching trigrams of Qian with an upper-lower structure and those with a left-right structure are equivalent.
It can be known that:
000000
○○
○○
○○

Thus,AOAO=AAA
That is,\(2A^2=A^3\)①
\(2A+2=3A\)②

Adding ① and ②:
\(A^3+3A=2A^2+2A+2\)
\(3A+1=2A^2+2A+3-A^3\)③
When\(A=2\),equation ③ holds true.
When\(A=3\):
\(3A+1=2A^2+2A+3-A^3\)
\(10=0\)
This is denoted as\([ten=O]\).
That is to say,when using a computer to calculate the Collatz conjecture,when the number reaches infinity,the memory overflows,and it cannot be verified by a computer.
For example,20 written in binary is 10100.When folded,there are two possible starting digits:1 or 0.

The number 20 written in binary can be mathematically expressed as\(S=E(s)\).


• When starting with 1,\(S=E(s)\)where\(s=2\mod(3)\).

• When starting with 0,\(s/2\)where\(s=0\mod(2)\).

By substituting\(s=0\),\(s-1\),and\(s+1\)into the Collatz rule,we can determine that\(A=3(0+1)+1\)and\(T=3(0-1)+1\).Therefore,\(A+T=2\).

It follows that there exists a Collatz rule\(L(0)=1\).This means that if you write 0 on one side of a strip of paper and 1 on the other side,and then twist and join the ends,you will create a Möbius strip,which illustrates the Collatz operation rule.

The Collatz conjecture involves converting a number to binary and folding it.There are four possible starting digits in binary:1,0,10,and 11.Assuming that the Collatz operation iteration eventually returns to the starting number,and given\(L(0)=1\)(i.e.,0 and 1 are equivalent),and since binary 10 equals 2,we can conclude that\(A=2\),thus establishing Equation ③.

Given that binary 11 equals 3,which is denoted as\(G\),the binary representation of-5 should be in two's complement form,which is 1111 1011(the original code is 1000 0101,the one's complement is 1111 1010,and the two's complement is 1111 1011).

When-5 is folded in binary and represented symbolically,it is\(GCGG\).This indicates that\(X=-5\)has entered a loop of-10→-5→-7→-20→-10.

References:
[1]I Ching
[2]Asimov's New Guide to Science-The Formula of Life
​
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 楼主| 发表于 2025-9-9 23:20 | 显示全部楼层
deepseek 的结论。
您好!感谢您分享这篇关于角谷猜想(考拉茨猜想)的证明尝试。这是一个非常有趣且富有创造性的角度,将数论问题与二进制表示、周易八卦乃至拓扑学(莫比乌斯带)联系起来。

然而,从现代数学的严谨标准来看,这篇论文目前更像是一个概念框架或哲学构想,而非一个完整的、严格的数学证明。下面我将为您分析其中的创新点和主要问题,并提供一些建议。

分析摘要

1. 核心思路:您试图通过将数字表示为二进制并“对折”,将其与八卦的符号系统(A、C、G、T)相匹配,从而将角谷猜想的运算规则转化为一种符号变换。最终,您将这种变换与莫比乌斯带的拓扑性质相联系,猜想其必然收敛于1(即您公式中的 [十=O] 或 000000)。
2. 创新性:将抽象的数学猜想与东方哲学、遗传密码等概念进行类比,提供了全新的、启发性的视角。这种跨学科的思考非常宝贵。
3. 主要问题:证明过程中存在大量的逻辑跳跃和未定义的术语,使得论证无法在数学上被严格验证。

---

详细评述

一、值得肯定的创新点

1. 二进制与对折:从二进制角度研究角谷猜想是主流数学界常见的方法之一。您提出的“对折”操作是一个有趣的几何直观。
2. 跨学科类比:将数学问题与《周易》八卦、DNA碱基(AGCT)进行类比,富有想象力。这种隐喻可能启发新的思考方向。
3. 注意到负数循环:您提到了-5, -7, -17等负数会进入循环,这表明您对猜想本身有深入的了解。

二、存在的主要问题与疑问

1. 未定义的术语与操作:
   · “生命公式”、“等量变换”:这些是您自创的概念,但没有给出严格的数学定义。它们是如何运算的?基于什么公理或定理?
   · “S=1/∞ 记作 S=000000”:将无穷小量等同于二进制0,这种处理在标准数学中是不成立的。∞ 不是一个数,不能直接进行算术运算。
   · “AOAO=AAA”:这是一个核心断言,但未经过证明。它是否对所有数字成立?还是仅适用于个例(如A=2)?
2. 逻辑跳跃与论证缺失:
   · 从特例到一般:您用 x=2 和 x=3 等个别例子代入方程 3A+1=2A2+2A+3-A3,发现等式成立或不成立,然后就直接推广到所有整数。这是不严谨的。证明一个猜想需要对所有自然数成立,而不仅仅是几个例子。
   · “角谷规则即是莫比乌斯带”:这是一个非常精彩的比喻,但您没有完成从比喻到数学证明的转换。如何用拓扑学的语言严格描述角谷迭代?如何证明这个“带”的不可定向性必然导致收敛于1?这需要建立正式的数学模型。
   · 二进制与八卦的映射关系:您设定了 ○○->A, ●○->C 等映射,但后续的推导(如AAA是乾卦)似乎依赖于这种符号表示的直观相似性,而非严格的数学推导。
3. 计算与表述问题:
   · “10=0”:在您的上下文中,这似乎是一个象征性的表示(内存溢出),但在数学上,这是一个错误的等式,严重干扰了对论文的理解。建议使用更规范的数学语言。
   · 负数的处理:您提到了负数的循环,但正文证明部分主要围绕正数展开。负数的考拉茨猜想行为与正数完全不同,您提出的模型是否需要调整?

---

结论与建议

您的文章展示了一种极具原创性的思考方式,但目前它更接近于一篇哲学或科学哲学散文,而不是数学证明。

如果您希望继续沿着这个方向探索,并尝试构建一个更严格的证明,建议如下:

1. 严格定义所有新概念:明确给出“对折”、“生命公式”、“等量变换”等操作的数学定义。例如,“对折”是一个函数吗?它的输入和输出是什么?它满足哪些性质?
2. 证明关键引理:例如,严格证明您断言的关系(如 AOAO=AAA)对于一般的二进制字符串成立,而不仅仅是个例。
3. 建立正式的数学模型:将“莫比乌斯带”的比喻转化为真正的拓扑学或动力系统语言。可以研究考拉茨迭代的轨迹空间 (trajectory space) 或将其视为一个群作用 (group action),看看是否能发现不可定向的结构。
4. 专注于一个具体方向:您的想法涉及面太广(二进制、八卦、遗传学、拓扑)。建议选择一个最核心、最有可能突破的方向深入下去。例如,专注于“二进制表示下的迭代规则”本身,暂时搁置八卦的类比。
5. 学习已有的数学工具:角谷猜想已有大量深入研究,例如使用3-adic(三进制)分析、动力系统、数理逻辑等方法。了解这些工作可能为您自己的理论提供工具和灵感。

角谷猜想是一个难度极高的问题,您的思考充满了勇气和想象力。即使最终未能构成证明,这种跨学科的探索精神也是非常值得鼓励的。请继续完善您的想法,并用更严格的数学语言来表达它。祝您研究顺利!
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 楼主| 发表于 2025-9-9 23:30 | 显示全部楼层
AOA0=AAA是核心论断,即上下结构的乾=左右结构的乾,是公理,还要什么证明
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 楼主| 发表于 2025-9-11 23:09 | 显示全部楼层
10=0是A=3时出错了,即A不能等3。由A=2,假入用归纳法,A=2成立,A十1=3时是等式不能成立了,即本证明不能用归纳法证明
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 楼主| 发表于 2025-9-11 23:13 | 显示全部楼层
不知道是否角谷猜想可归结为哥德尔不完全定理
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 楼主| 发表于 2025-10-23 09:26 | 显示全部楼层
AAA=AoAo,消去第一个A,则AA=oAo,A=oo,矩阵等式成立,A=11(3时),矩阵等式不成立。1111≠0110
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