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とめどもないことをつらつらと

日々の雑感などを書いて行こうと思います。
草稿に近く、人に読まれる事を前提としていません。
引用OKす。

数学の法の世界における割り算

2023-09-23 06:23:27 | 哲学・学術・教育
数学に「法の世界」と言うものがある(主に暗号分野で)。

簡単に言えば我々が日常的に使っている時間の概念がそれで、例えば、今が午後の1時だったとして、13時間後は何時ですか? と言うと午前の2時だ。

つまり12時間を基調として、表現したり指し示したりする数字が順繰りになる世界が「数学における法の世界」となる。
この場合、「12を法とする世界」と言う。

これは我々の生活の時間がそうなのであって、数学の考え方的には、12であってもなくてもいい。自然数だったらなんでもいい。

例えば、7を法とする世界だったら{0,1,2,3,4,5,6}の7つの数字の集合になる。

「7を法とする世界」であるこの場合、3+1=4だが、3+4や5+6などは順繰りになるので、7を超えることがない。ちなみに時計の世界と同じく、「7を法とする世界」では7を基調にして繰り越すので、3+4=0,5+6=4だ(数えてみよう)。

上記は足し算だったが、掛け算、乗算でも同じである。

3×2=6、3×4=5、3^2=2、3^4=4である。

要は得られた結果に対し、その法の基調となっている数字で割り算をして、その余りを求めればいい。


さて問題はこの世界にも「割り算」があることだ。
割り算は割り算でかなり事情がややこしい。
例えば上記の

3×2=6(3に2をかけたら何になるか=6)



6÷2=3(6を2で割ったら何になるか=3)

に変形できるが、これと同様に

3×4=5(3に4をかけたら何になるか=本来は12だが、7を法とする世界なので、7で割って余りが5)



5÷4=3(5を4で割ったら何になるか=3)

となるのだが、推測するのは単純計算では困難だ。

要は、この数字が余りとして存在しましたよ(5)、さて、これはとある掛け算の結果で出た数字ですが、その掛け算の片方で割ったら(4)、元の数字が出ますよね(3)。この元の数字はなんでしょう? と言った具合だ。


しかし数学的にはこれを一般解として導出しなければいけない。

ここでちょっとややこしいが一つのツールを使う。
フェルマーの小定理である。

詳しい説明はWikipediaを見て欲しいが、aとpが互いに素の時、
Pを法とする世界では
a^(p−1)≡1
なのである。

具体的に言えば、例えば7を法とする世界において
a=2,3,4,5,6のいずれも
a^(p−1)の結果は1である。

例)
a=2
2^(7−1)=2^6=64→1
a=3
3^(7−1)=3^6=729→1
a=4
4^(7−1)=4^6=4096→1
a=5
5^(7−1)=5^6=15625→1
a=6
6^(7−1)=6^6=46656→1

これは便利だ。
これを×1としてa^(p−1)を使用する(後ほど変形)。

例えば、7を法とする世界において、1/2はなんであるかというと、

1/2=1×(2)^(−1)となるが

1=a^(p−1)
を変形し、両辺にaを割ると、
a^(−1)=a^(p−2)
になる。

上記の場合、7を法とする世界なので、
1/2=1×(2)^(−1)=1×2^(7−2)=32=4

となる。

更に戻って
5÷4の例に戻ると(手動で数えると答えは3)
5/4=5×(4)^(−1)=5×4^(7−2)=5120=3
で正しい答えが出た。


応用例題)
1)31を法とする世界(F31)で3/24を求めよ。
3/24=3・((24)^-1)=3・(24^(31-2))=3・(24^(29))
=3・10620036506406716776157242913621199028224
=31860109519220150328471728740863597084672
=4

2)31を法とする世界(F31)で17^-3を求めよ。
フェルマーの小定理を変形する。
1=a^(p-1)
a^-1=a^(p-2)
a^-2=a^(p-3)
a^-3=a^(p-4)
(一般解はa^-n=a^(p-(n+1)))

17^-3=17^(31-4)=17^27=1667711322168688287513535727415473
=29

3)31を法とする世界(F31)で4^-4・11を求めよ。
上記一般解より
11・4^-4=11・4^(31-5)=11・4^26=11・4503599627370496=49539595901075456
=13


※追記
「xを法とする世界」のxは素数を使用することが多い。
素数の方が便利だからである。

と言うのも、フェルマーの小定理a^(p−1)≡1では、aとpは互いに素でなければならない。
つまり、約数において共通で保持しているものがあってはならない、と言う条件があるので、6と55などの組み合わせが可能だ。
だが、これだといちいち「公約数はあったっけ」と検査するのが面倒である。
よって、そういう検査がそもそも必要ない素数を使用するのが便利だということである。

離散数学とSHA256とブロックチェーン

2023-08-22 23:22:54 | 哲学・学術・教育
結論の無い私のメモ。



と言うことで、これって次のことに応用できないか。
ブロックチェーンでのブロック形成時に要請されるブロックハッシュでの計算である。

ブロックハッシュのdifficultyではSHA256における出力ハッシュの内、前数桁が0であることを要請するとして設定される問題があるが、これはこの動画の考え方を基礎にして応用できないだろうか。

即ちブロックハッシュで形成される数字の内、左側16桁が0である数字は現在ランダムで発生するので、総当り検査をするしかないのだが、左側1桁目が0であり、かつ、左側2桁目が0であり、かつ・・・と16桁まで満たす数式を求めれば・・・・

とここまで来てギブアップ。
問題は2つ。

1.SHA256のロジックは
https://gigazine.net/news/20220209-sha256-algorithm-explained/
にまとめられているが、これを整理しなければいけない。

2.1に整合するロジックを導出できる数式を求めなければいけない。
まあこれ見つけたらビットコインざっくざくですけれどもね。

アンチ統合失調症の遺伝子について(仮説)

2023-08-14 02:22:51 | 哲学・学術・教育
完全なる私の個人的な作業仮説。
アンチ統合失調症の遺伝子についてである。

統合失調症は遺伝性が強いとされる。
しかし疑問だ。と言うのも、仮に統合失調症が遺伝した後に完全に発症することとなると、人口比的にちょっとおかしいからである。
仮に人口比が一定で、父と母のどちらかが統合失調症の因子を持つ遺伝子があって、それが優勢遺伝で完全に伝わり、その伝わった子が人口維持を考え二人生まれたとする。
そうすると、一人の親の因子から二人の統合失調症を持つ因子の子が生まれる。
計算上は36代目から37代目で現在の地球の人口を追い越すことになる。
即ち、私もあなたも、誰も彼もが統合失調症の因子を持っていることになるのだ。

しかし、統合失調症は全員が発症する訳ではない。
統合失調症の発症者は、世界のどこのコミュニティーでも1%の割合での発症率である(ベーチェットなどは地中海緯度で発症率が集中するが統合失調症は一定)。

とすると、私が思うに、統合失調症を抑えるような、アンチ統合失調症なる遺伝子の因子が更に組み込まれていて、潜在的に誰にでもある統合失調症に対してそれが抑えるように活動しているのではないか、と。なので、その発症の割合にも症状にもばらつきがあり、かつ医療系の文章で言うスペクトラムが現れることになる。
それで、その遺伝子の広がりでの、統合失調症因子とアンチ統合失調症因子の拮抗において、アンチ統合失調症因子が負けたのが統合失調症を発症した1%となり、それが世界の人口動態として継続していくと言うものではないか、と私は考える。

「勉強しなさい」はなぜいけないのか

2023-08-12 03:45:56 | 哲学・学術・教育
野比玉子がのび太によく言ってそうな「勉強しなさい」と言う言葉だが、これは有効か。
私が考えるに有効ではない。これを考える。

これは猛獣にムチを使って言うことを聞かせているのと同じで、そのムチがなくなった時に、動物は自己を正しく律して動くことができなくなる。
飼い主に噛み付くか、あるいは飼い主の命令がなければ動けない身体になっているかのどちらかだ。そういう動物が育成される。

私が思うに、子供には色々な働く人を見せればいいと考える。
例えば国会議事堂で働く国会議員と官僚、国連の事務職員、その道中で、道端に寝ているホームレス・・・

そうした時、「こういう人間になりたい」と思う瞬間がどこかで来る。
そしてその人間になるためにはどうすればいいのかという逆算がその子供の中で始まる。

子供は一人の立派な人間になるべきであり、ムチで虐げられる猛獣であってはいけないのだ。

ハチの巣、六角形とは限らない 高校教諭から転身の研究者がなぞ解き

2023-08-11 00:13:31 | 哲学・学術・教育

ハチの巣、六角形とは限らない 高校教諭から転身の研究者がなぞ解き

https://www.msn.com/ja-jp/news/science/%E3%83%8F%E3%83%81%E3%81%AE%E5%B7%A3-%E5%85%AD%E8%A7%92%E5%BD%A2%E3%81%A8%E3%81%AF%E9%99%90%E3%82%89%E3%81%AA%E3%81%84-%E9%AB%98%E6%A0%A1%E6%95%99%E8%AB%AD%E3%81%8B%E3%82%89%E8%BB%A2%E8%BA%AB%E3%81%AE%E7%A0%94%E7%A9%B6%E8%80%85%E3%81%8C%E3%81%AA%E3%81%9E%E8%A7%A3%E3%81%8D/ar-AA1f4yIB?ocid=mailsignout&pc=U591&cvid=2e9486b611684e85816a8432b02667ca&ei=21