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정수론 · 개념 허브깊이 읽기

콜라츠 추측

Collatz Conjecture

AD 193720세기 독일 (로타 콜라츠)

‘콜라츠 추측’에서 묻습니다. 모두 세지 않고도 숨어 있는 질서를 어떻게 찾을까?

경우의 폭발, 나눗셈의 흔적, 소수의 불규칙함 속에서 반복되는 구조를 추적합니다.

이 항로는 이해를 돕는 편집 경로입니다. 직접적인 역사 영향선이나 한 사람의 단독 발명을 뜻하지 않습니다.

한 호흡으로 이해하기

짝수면 2로 나누고 홀수면 3을 곱해 1을 더하는 일을 반복하면, 모든 양의 정수가 결국 1에 닿을까. 1930년대부터 알려진 이 추측은 문장은 간단하지만 일반 증명은 없다. 27은 111번 적용한 뒤 처음 1에 닿고 도중에 9232까지 오른다. 매우 큰 범위의 계산 검증과 “거의 모든 수”에 관한 부분 결과도 무한한 전체에 대한 증명은 아니다.

한눈에 보기

단계

027
182
241
3124
462
531
694
747
8142
971
10214
11107
12322
13161
14484
15242
16121
17364

27에서 시작 → 실제 전체 궤적은 111단계 만에 1. 표는 처음 18단계이며, 도중에 9232까지 치솟는다.

개념

어떤 자연수든 짝수면 2로 나누고, 홀수면 3을 곱하고 1을 더하는 것을 반복하면 결국 1에 도달한다. 80년 동안 풀리지 않은 가장 단순한 미해결 문제.

핵심 식

f(n)={n/2n even3n+1n oddf(n) = \begin{cases} n/2 & n \text{ even} \\ 3n+1 & n \text{ odd} \end{cases}

? 모든 양의 정수가 결국 1에 도달

풀이 예제

  1. 1

    Q.6에서 시작

시간의 항구

이 개념은 한 번에 발명되지 않았습니다

장면을 따라가면 문제, 표기, 증명 기준과 쓰임이 서로 다른 장소와 시대에서 어떻게 바뀌었는지 보입니다.

1
AD 1937장면 1 / 3같은 연도의 세계에서 이어 보기

콜라츠가 처음 제기

독일의 로타 콜라츠가 학생 시절 발견. 너무 단순해서 수학 농담이라 부름.

정확한 장소가 없어 거짓 핀 대신 시간만 이어지는 장면

같은 연도의 세계에서 이어 보기
2
AD 1972장면 2 / 3같은 연도의 세계에서 이어 보기

에르되시 500 달러 상금

에르되시: "수학은 이런 종류의 문제를 풀 준비가 아직 안 되어 있다." 500달러 상금 걸음.

정확한 장소가 없어 거짓 핀 대신 시간만 이어지는 장면

같은 연도의 세계에서 이어 보기
3
AD 2019장면 3 / 3같은 연도의 세계에서 이어 보기

테렌스 타오 — 거의 모든 시작점

테렌스 타오가 거의 모든 시작점에 대해 콜라츠 추측이 결국 작은 수에 도달함을 증명. 부분적 진전.

정확한 장소가 없어 거짓 핀 대신 시간만 이어지는 장면

같은 연도의 세계에서 이어 보기

오늘날의 응용

연산 시스템의 종료 증명 어려움 시연, 퍼즐·교육, 컴퓨터 프로그래밍 입문 예제, 결정 불가능 문제 후보.

MathVoyage 너머로

큐레이터가 고른 원전과 탐구 과제. OEIS·Project Euler·MathOverflow·arXiv에서는 발견 하나를 수첩으로 가져올 수 있습니다.

한 사람이 만든 개념이 아닙니다

역할이 다른 사람들을 따라가기

대표 연결은 발명자 명단이 아닙니다. 문제를 열고, 언어를 다듬고, 다른 세계로 옮긴 서로 다른 항구입니다.

수의 렌즈

같은 개념도 수의 세계가 바뀌면 다르게 보입니다

아래 수는 필수 선수 조건이 아니라 이 항로를 비추는 편집 렌즈입니다.

개념의 계보

무엇을 딛고, 무엇을 열었을까?

앞에서 건너온 개념

현재 항구

콜라츠 추측

여기서 열리는 개념

직접 후속 항구가 아직 지정되지 않았습니다.

직접 연결만 표시하며 완전한 학습 순서나 역사 영향선을 뜻하지 않습니다.