Graham's Numbers จำนวนที่มีขนาดใหญ่ที่สุดที่เคยมีการใช้จริง

กระทู้สนทนา
หากลองนึกย้อนไปเมื่อเราอยู่ ป.1 ถ้ามีคนถามว่า จำนวนอะไรใหญ่ที่สุด เราก็คงตอบว่า 10 หรือไม่ก็ 20
ถ้าเราอยู่ซัก ป.6 แล้วมีคนถามเราว่า จำนวนอะไรใหญ่ที่สุด เราก็อาจจะตอบว่า ล้าน หรือ ล้าน ๆ หรือ ล้าน ๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆ
เเต่เมื่อเราได้เรียนรู้มากขึ้นเรื่อย ๆ เราพบว่า จำนวนที่ใหญ่ที่สุด (จำนวนเต็ม) ไม่มี เพราะว่ามีจำนวนที่ใหญ่กว่าอยู่เสมอ เช่น ล้าน ๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆ + 1

เพื่อให้ระบบจำนวนของเราสมบูรณ์ การไม่มีจำนวนที่มากที่สุดนั้นเป็นสิ่งที่ควรจะเป็นอยู่แล้ว
แต่ว่า ในบรรดาจำนวนมากมาย ที่เราสามารถสร้างขึ้นมาได้ไม่จำกัด จำนวนที่มีขนาดใหญ่เกินกว่าที่เราจะจินตนาการ
อย่างเช่น ผมเคยถามนักเรียนว่า ลองสร้างจำนวนที่เราคิดว่าใหญ่สุด ๆ ดูซิ ก็มีคนตอบหลายคำตอบ เช่น ล้าน ๆๆๆๆๆๆๆๆ หรือ ล้านยกกำลังล้าน บางคนก็ ล้านยกกำลังล้าน ล้านครั้ง ฯลฯ จินตนาการของเด็กล่ะนะ
แต่จำนวนเหล่านั้น มีความหมายอะไรล่ะ นอกจากขนาดของมันก็ไม่มีอะไรพิเศษเลย

แต่มีจำนวนอยู่จำนวนหนึ่ง ที่มีขนาดใหญ่โต และมีการใช้จริงในการพิสูจน์ทางคณิตศาสตร์ด้วย
ความสุดยอดของมันคือ มันใหญ่มาก ๆ เกินกว่าที่เราจะจินตนาการได้เลยทีเดียว
ขอแนะนำให้รู้จักกับ จำนวนของเกรแฮม (Graham's Number : g64)

Arrow Notation
ก่อนอื่น เราต้องทำความเข้าใจกับตัวดำเนินการอย่างหนึ่งก่อน คือ Arrow Notation บางคนก็เรียกว่า Knut's Up-Arrow notation
ขอเริ่มต้นด้วยหนึ่งหัวลูกศร(ขอยกตัวอย่างเลข 3 เพื่อความง่าย)
3↑3  = 33 = 27
มันก็เป็นวิธีเขียน 33 วิธีหนึ่งนั่นเอง หรืออีกตัวอย่าง เช่น  2↑3 = 23 หรือ 12↑7 = 127 เป็นต้น
ทีนี้ ถ้าลูกศรอันเดียวนั้นมันยังไม่น่าสนใจ เราลองเพิ่มลูกศรลงไปอีกหนึ่งอัน(จากนี้จะเริ่มแทรกรูปภาพลงไป เพราะเริ่มพิมพ์ยาก)
ถ้าให้ n เป็นจำนวนเต็มใด ๆ แล้ว 3↑↑n จะมีความหมายดังนี้



เช่น



เราสังเกตอะไรกันมั้ยครับ
3↑3 = 3^3 = 27
แต่
3↑↑3 = 3^(3^3) = 7,625,597,484,987
เพียงแค่เพิ่มลูกศรขึ้นมา 1 อันเท่านั้น... ค่าของมันเพิ่มขึ้น อย่างมากเลยใช่มั้ยครับ
ทีนี้เราน่าจะมีความคิดเหมือนกัน คือ ถ้าเป็นลูกศร 3 อันล่ะ... จะเป็นอย่างไร
ก่อนอื่น 3↑↑↑3 ก็ไม่ต่างจาก 3↑↑3 มากนัก ดังนี้



ซึ่งก็ไม่ได้เยอะเท่าไหร่ คำนวณได้ดังนี้



ที่บอกว่าไม่เยอะเท่าไหร่นั้นผมประชดนะครับ 555 ความจริงจำนวนนี้ใหญ่สุด ๆ ... ประมาณ 3.6 ล้านล้านหลัก

Graham's Number
ถ้าถามว่า เราเข้าใกล้จำนวนของเกรแฮมรึยัง บอกได้เลยว่า 3↑↑↑3 ยังมีขนาดไม่ถึงเศษเสี้ยวหนึ่งของจำนวนนี้ด้วยซ้ำ 
ก่อนจะไปถึงตรงนั้น เรามาเพิ่มลุกศรไปอีก 1 อันดีกว่า แล้วมาดูผลลัพธ์ว่าจะเป็นอย่างไร



3↑↑↑3 ก็ว่าใหญ่แล้ว แต่เทียบกับ 3↑↑↑↑3 ไม่ติดเลยใช่มั้ยล่ะครับ
เราเรียก 

 3↑↑↑↑3

ว่า g1
ส่วน g2 คือจำนวนที่มีลูกศรอยู่ระหว่างเลข 3 จำนวน gตัว ... ตอนนี้จำนวนของเรา ใหญ่เกินคำบรรยายไปแล้วครับ
และ g3 ก็มีจำนวนลูกศรอยู่ระหว่างเลข 3 จำนวน g2 ตัว ... ซึ่งก็เขียนให้เห็นภาพได้ดังนี้



ตามภาพเลยครับ Graham's Number มีค่าเท่ากับ g64 นั่นก็คือต้องทำแบบนั้นไปถึง 64 ชั้น จึงจะได้ Graham's Number
เป้นจำนวนที่มีขนาดที่ใหญ่ที่สุด เท่าที่เคยมีการใช้ในการพิสูจน์ทางคณิตศาสตร์ ตามบันทึกของ Guinness Book

 Graham's Number สร้างขึ้นโดยนักคณิตศาสตร์ชื่อ Ron Graham ซึ่งปัจจุบันยังมีชีวิตอยู่ โดยเป็นขอบเขตบน ของปัญหาที่ชื่อว่า Ramsey Theory 

ซึ่งปัจจุบันก็มีคนที่หาขอบเขตบนที่ดีกว่าสำหรับปัญหานี้ได้แล้ว แต่ทุก ๆ การค้นพบก็จำเป็นต้องมีการเริ่มต้น เเละมีการพัฒนาต่อยอดไปสู่ผลลัพธ์ที่ดีขึ้น ก็นับได้ว่า Ron Graham นั้นเริ่มต้นได้ค่อนข้างน่าตื่นตาตื่นใจ กับ Graham's Number ของเขา ที่ได้สร้างสีสันและความน่าสนใจ เกี่ยวกับวิชาคณิตศาสตร์ที่น่าเบื่อ ให้น่าตื่นเต้นมากขึ้น ด้วยความสุดยอดในเรื่องขนาดของมัน

เอกภพกว้างใหญ่ ธรรมชาตินั้นน่าค้นหา เพียงแค่เราไม่หยุดค้นคว้า เราก็จะพบความหมายของชีวิตที่เราตามหา ในท้ายที่สุดของการเดินทาง

[Spoil] คลิกเพื่อดูข้อความที่ซ่อนไว้
แสดงความคิดเห็น
โปรดศึกษาและยอมรับนโยบายข้อมูลส่วนบุคคลก่อนเริ่มใช้งาน อ่านเพิ่มเติมได้ที่นี่