新闻资讯
一个公式生成所有函数,科学计算器只需一个按键
Odrzywołek)在扔出了一篇论文,标题翻译过来就是:「用单个二元算子生成所有初等函数」。然后他证明了一件事,让整个数学圈「地震」:只要你不断地把这个算子嵌套进自己——就像俄罗斯套娃一样一层套一层——你可以从中推导出科学计算器上的每一个按键。科学计算器上几十个按键,理论上只需要一个。
你曾见识过科学计算器上那些密布的按键吗?那其中有三角函数,有对数,有开方,还有幂运算,几十个按钮,每个按钮背后都有着一堆公式,一堆性质。你背诵了三年、五年,甚至十年,然而在2026年4月,波兰雅盖隆大学的一项研究表明,这些东西全部都是一个算子的不同面孔。
一个算子如何吞掉所有函数
安杰伊·奥德尔齐沃莱克,于这篇,震动数学圈的论文之中,给出了一个,二元算子,eml(x,y)=e的x次方,减去ln(y)。这个式子,看起来平平无奇,然而它有着,一个恐怖的能力,当你不断把,这个算子嵌套进自己,恰似把镜子对着镜子,你会看到,无限延伸的影像。三角函数,跳出来了,双曲函数,也跳出来了,就连圆周率π,和自然常数e,都能够从里面,自己长出来。
对于指数函数e的x次方,要得到它,只需将y设为1,这是因为ln1等于0,之后剩下的便是e的x次方。对于自然常数e本身,在嵌套进程里它自身就会显现出来。对于对数函数lnx,要获取它,需先用eml构建一个中间值,再将此中间值反馈给eml,使得指数与对数相互抵消,最终lnx便展露出来了。
连加法都要绕远路才能表达
最反直觉的是那个算子,其处理最基础运算的方式很特别。你觉得加法x加y是最简单的,对吧?然而在eml世界里,加法必须经过五层嵌套才能得以表达。这是因为,在eml中指数和对数才是母语,加法属于外来语,它得先把加法翻译成ln(e的x次方乘e的y次方)这种,类似指对方言的形式。
这一过程好似你纯粹只能讲中文,忽地需用英语去表述一个极为简单的词汇,此时,你得先于脑海之中环绕一番,借助你已然知晓的英文单词去拼凑而成。奥德尔齐沃莱克借由详尽的计算搜索证实,这绝非巧合,而是系统性的完备,每一个初等函数皆能够在这棵嵌套树上寻觅到自身的位置。
数学界的与非门时刻
倘若你对计算机硬件有着一定程度的了解,想必肯定听闻过这样一个堪称经典的现实情况,那就是现代CPU其全部的逻辑,从理论层面来讲,仅仅只需要一种门电路,这种门电路被称作与非门。与非门能够通过组合的方式形成与门、或门、非门以及异或门,所有的布尔运算借助它皆能够搭建出来,几十亿数量的与非门经过排列组合之后,便构成了你手中所握持的芯片。
如今,被奥德尔齐沃莱克所发现的eml算子,做了全然相同的事情,只不过,它所针对的战场,并非离散的0和1,而是连续数学的全部疆域。数字硬件仅需一个二输入门,便能够达成所有布尔逻辑,而连续数学如今也拥有了相类似的万能原语。有人马上就联想到了计算机科学里的Y组合子,那是一个从虚无之中创造万物的经典概念。
质疑声恰恰说明发现的价值
有人立刻提出了质疑,超几何函数早就统一了这些函数啦,这个问题问得挺专业,可忽略了关键区别,超几何函数统一了表达形式,却没揭示生成机制,就如同你晓得所有的鸟都有翅膀,然而你却不清楚翅膀是怎样从同一套基因程序里长出来的。
还有人追问,用eml门来做运算,其复杂度真的比传统方法更低吗,这个问题更实际。奥德尔齐沃莱克的发现,目前主要是理论层面的完备性证明,就像布尔代数发现的时候,也没有人立刻想到它能变成CPU。这些讨论,恰恰说明了这项发现的价值,它不是回答一个旧问题,而是在提出一个新问题,连续数学的最小公理集到底可以多小。
数学从来就没有那么复杂过
我们自小所接受的数学教育,给了我们一种深深扎根、难以动摇的印象,数学是一座持续不断向上生长的大厦,从加减乘除开始,到方程,再从方程到函数,又从函数到微积分,知识只会越来越多地积累,公式只会越来越厚地背诵。然而,eml算子的发现,如同一把手术刀划开了这座大厦的外墙,露出了里面的钢筋骨架,那根骨架细得让人感到窒息。
反三角函数,三角函数,双曲函数,对数函数,幂函数,它们看似各自独立,各有各的公式和性质,然而现在我们都清楚了,它们全部都是同一个超级祖先的后代,都是由eml(x,y)=e的x次方减ln(y)这一行代码,通过不同方式自我折叠之后所产生的产物。这并非意味着数学变简单了,而是表明我们终于看明白了,数学从来就并非那么复杂。
如果宇宙底层只有一行代码
要是你乐意将想象力朝着更前的方向推进那么这一发现会引领你抵达某些饶有趣味的地方如果宇宙的数学底层逻辑的确能够借助某种源代码予以形容那么这段源代码或许会比任何人所设想的都要简短eml算子表明了一种可能性宇宙不管你怎样界定这个词汇可能是一位极致的极简主义者它并未创造出一百种工具去构建世界而是仅仅编写了一行函数。
接着使这行函数自行折叠,自行陷入嵌套状态,最终展现出了三角函数、对数、微积分,乃至整个物理世界所依仗的数学语言。此思路在人工智能时代具备一层格外独特的意味,大规模语言模型运用的是依靠强大力量创造奇迹的策略,拥有千亿级参数、海量数据以及巨大的计算能力,然而奥德尔齐沃莱克的发现却指向了相反的方向,由极简衍生出万物,一个算子不断进行无限嵌套,所有内容全部涌现出来。
你可曾思索过,倘若就连数学的底层都能够精简至这般地步,那么我们当下所学的那些厚厚的高等数学课本之中,究竟还有多少内容,事实上是同一事物的不同表象呢?

