¿Cuánto tiempo le habría tomado a Cole multiplicar los factores de M67M67M_{67} en una pizarra?

La famosa anécdota del anuncio de 1903 de la factorización de 2 67 1 por Frank Nelson Cole se ha discutido recientemente, por ejemplo, a la luz del anuncio de otra prueba "del tamaño de Twitter" de Andrew Booker que X 3 + y 3 + z 3 = 33 tiene solucion _

Aunque ya hay un desglose fantástico de la historia en HSM, y una revisión aún más profunda de las matemáticas utilizadas por Cole en MathOverflow, me pregunto si hay más evidencia para encontrar para arrojar luz sobre cuánto, si es que hay alguno, de la historia de Cole. es verdad.

Doy por sentado que Cole realmente hizo factor METRO 67 , porque tiene un papel para probarlo.

La fuente más antigua de la anécdota parece ser el relato de ET Bell del capítulo "La reina de las matemáticas" en The World of Mathematics, vol. 1 .

Bell no dice cuánto tiempo habría tomado la multiplicación. Pero hay otras fuentes secundarias que amplían esto. Por ejemplo, Gridgemen afirma: "Posteriormente, en privado, Cole dijo que esos pocos minutos en la pizarra le habían costado tres años de domingos". Sin embargo, Wikipedia (19 de marzo de 2019) afirma que "Cole regresó a su asiento sin haber pronunciado una palabra durante la presentación de una hora ".

Debido a que, hasta donde se puede rastrear, la historia parece originarse en Bell, muchos han tomado eso para establecer un caso prima facie de que no se debe creer la totalidad de la historia. Pero, ¿es eso duro para el Sr. Bell? Un reloj roto acierta dos veces al día.

Se puede hacer y responder al menos una pregunta:

Concediendo las partes necesarias de la historia, ¿cuánto tiempo le tomaría a Cole hacer la multiplicación en la pizarra ?

Tal vez la gente no se sentaría durante una hora de multiplicación silenciosa como sugiere Wikipedia, sino que se sentaría durante unos minutos, como sugiere Gridgemen. Mi suposición aproximada es que está más cerca de diez minutos que de una hora.

Voy a realizar el experimento en breve.

Tres preguntas son respondibles de alguna manera? Dudoso. Pienso: Cole en realidad no realizó cálculos en la pizarra en la reunión. Esta historia fue inventada por ET Bell. También sabemos de otras historias en Men of Mathematics que fueron exageradas o sensacionalistas. Leyendo The Search for ET Bell de Constance Reid, encontramos que Bell incluso ficcionó ciertos detalles de su propia vida.
Desafortunadamente, le está otorgando demasiado a ET Bell. Las preguntas detalladas sobre sus cuentas no tienen sentido porque simplemente fabricó detalles.
"... un reloj roto...." cuando mi reloj se rompe, dice "88:88" :-)
Según el final de su publicación, ese experimento está demorando más de una hora...
@KCd Estaba indeciso sobre si debería afirmar afirmativamente que experimentaría con él. Todavía no lo he hecho y no estoy seguro de que lo haga a la luz de la respuesta de Dave L. Renfro a continuación junto con sus comentarios sobre 2 67 1 . ¡Me tienes! De todos los muchos problemas con la historia de Cole, muchos de ellos podrían depender de "cuánto tiempo" tomaría tal cálculo, y si es demasiado largo, es menos probable que gran parte del resto de la historia sea cierta. Mantengo la evaluación de que tal pregunta de "cuánto tiempo" se puede responder con un experimento, y me siento mejor...
... sobre el despido de la cuenta de Bell en función del período de tiempo que en el despido de Bell per se
@MarkS está bien, hice el experimento de solo multiplicar los dos factores (sin calcular potencias de 2 para encontrar 2 67 1 directamente). No estoy cerca de un salón de clases, así que lo hice a mano en papel y usé el cronómetro de un teléfono para tomarme el tiempo. (Probablemente en un tablero habría tomado más tiempo, ya que el cálculo no está todo en su campo de visión en un solo lugar). Algunas veces tuve que detenerme y volver a verificar los cálculos. Después de 11 minutos y 7 segundos, terminé y obtuve un número de 21 dígitos que se parece a 147 927 . Esto se ajusta a los primeros y últimos 3 dígitos de 2 67 1 , pero 9 de 21 dígitos estaban equivocados.
@KCd wow, ¡gracias por hacer esto! Aun concediendo que aquellos matemáticos de 1903 serían más pacientes, estoicos y reservados que los de hoy, y aun concediendo que alguien que tuviera "3 años de domingos" en tal práctica pudiera ser menos propenso a equivocarse, un silencioso 11 minutos y 7 segundos, más el tiempo para calcular 2 67 , en una pizarra suena como una vida de tortura. #¿Mito destruido?

Respuestas (2)

Cálculo manual de 193707721 × 761838257287

Esto es un 9 -número de dígitos por a 12 -número de dígitos, y por lo tanto requeriría 9 × 12 = 108 productos dígito por dígito, algunos de los cuales requieren transporte y luego agregar 12 columnas cada una con 9 dígitos (o sumando 9 columnas cada una con 12 dígitos). Suponiendo que cada uno de los 108 tomas de multiplicaciones 3 a 5 segundos (esto incluye escribir cosas en la pizarra y, a veces, llevar) y que agregar las columnas toma alrededor de 2 minutos, obtenemos aproximadamente 7.5 a 11 minutos.

Sin embargo, dado que habrá tres 7 's en el "número inferior" (sin importar qué número use para el "número inferior"), obtendrá un ahorro de casi un minuto porque para la segunda y tercera vez multiplica el "número superior" por 7 , simplemente copia lo que hiciste la primera vez (con un número apropiado de 0 's a la derecha). Además, al multiplicar el "número superior" por 1 simplemente copie el "número superior". Finalmente, Cole ciertamente había hecho esto varias veces anteriormente, aunque solo fuera para verificar su trabajo, gran parte del cálculo le habría resultado familiar.

Por lo tanto, apostaría a que la multiplicación se hizo en la pizarra en aproximadamente 5 minutos ( 2 a 3 minutos si estaba solo, escribiendo en papel), especialmente dado que sus habilidades para realizar tales cálculos no estaban tan atrofiadas como es el caso de la mayoría de las personas hoy en día (debido a las calculadoras).

Cálculo manual de 2 67 1

Supongo que comenzó con un poder de 2 que todos sabían, como 2 10 = 1024 , y trabajado a partir de eso. Probablemente lo más rápido sería elevar esto al cuadrado y luego multiplicar el resultado por 1024 para obtener 2 30 , luego eleva al cuadrado este último número para obtener 2 60 , y finalmente multiplicar 2 60 por 128. Mi suposición es que esto lo llevaría sobre 6 a 10 minutos. Usé una calculadora en línea y llegar a 2 20 tomó 30 segundos (trabajando rápido, pero sin tratar de correr el reloj), pero por supuesto con tres de los dígitos siendo 0 y 1 y 2 , se necesitaba poco trabajo.

Conclusión

Mi conjetura es que todo el proceso probablemente podría hacerse de una manera relativamente pausada pero constante dentro de 20 minutos.

Por si sirve de algo, solía hacer multiplicaciones largas como esta de vez en cuando antes de que alguien en mi escuela tuviera una calculadora (aproximadamente cuando tenía la edad 11 a dieciséis ) . Por ejemplo, al verificar los resultados que vi en libros o artículos (como los artículos de "Juegos matemáticos" de Martin Gardner que vi en copias de la biblioteca de Scientific American o en un libro de la biblioteca de sus artículos, y de manera similar para algunos de los ensayos más conocidos de Isaac Asimov) , o calcular grandes potencias de 2 y 3 , etc. De todos modos, tengo una idea aproximada de cuánto trabajo implicaría esto, y si bien puede parecer desalentador para alguien hoy en día, en realidad no es tanto. (Lo que hice hace un año aquí , ahora eso fue desalentador). Simplemente no es algo que uno haría en una charla, incluso en ese entonces. Por supuesto, lo que "le costó tres años de domingos" fueron los cálculos necesarios para descubrir los factores para empezar.

También cuente el tiempo para calcular 2 67 1 manualmente.
@KCd: No me di cuenta de que el poder de 2 estaba incluido hasta que vi su comentario hace un momento y volví a mirar las páginas web citadas un poco más de cerca. Originalmente supuse que dado que los poderes de 2 Si fuera algo que uno simplemente buscaría en un manual de matemáticas, no se habría molestado en ese aspecto.
Hace que la historia de Bell sobre Cole sea aún más ridícula. Es cierto que alguien que hace 2 potencias a mano podría comenzar en 2 10 = 1024 , Bueno 2 11 = 2048 , Bueno 2 12 = 4096 decir. Ya sea que los libros de texto tuvieran o no una tabla de 2 potencias, una conferencia a principios del siglo XX no podía asumir que las personas conocían esos poderes en algún lugar cercano al poder 67 o que podían buscarlos desde un dispositivo en su bolsillo.
@KCd: Referencias que tienen tablas de potencias de 2 habría sido bien conocido por Cole, y probablemente se podrían encontrar muchos en la sección de tablas matemáticas de la mayoría de las bibliotecas razonablemente decentes en ese momento. Por ejemplo, vea estas varias referencias del siglo XIX a tales tablas. Por lo tanto, encuentro la parte sobre computación 2 67 1 un poco más probable que sea inventado que la parte sobre multiplicar los dos factores de 2 67 1.
Tienes razón sobre el tiempo para multiplicar los dos números: me tomó poco más de 11 minutos. Y resulta que calculé mal un montón de dígitos en la respuesta final. Vea uno de mis comentarios a la pregunta publicada.

Da la casualidad de que la misma pregunta se trató en una presentación a SIGBOVIK 2019 con fecha del 13 de marzo de 2019 y se publicó en las páginas 225 a 229 de las actas : se examinaron cuatro métodos (el autor describe la multiplicación larga como multiplicación de celosía pero peor y, por lo tanto, fue no probado) con los siguientes resultados:

  • Multiplicación de celosía: 11 minutos
  • Doble y mitad: 21 minutos, dio una respuesta incorrecta
  • Multiplicación de un cuarto de cuadrado: no probada, pero dadas las tablas de búsqueda de hasta 200,000, el autor estima que se requerirían 12 búsquedas, cada una de las cuales demora entre 30 segundos y un minuto.
  • Multiplicación de Karatsuba: 17 minutos, reconocido como anacrónico

Las pruebas se realizaron en papel; no se examinó la sobrecarga de realizar multiplicaciones en la pizarra.