Goodstein Sequences The lonely passion of Phil Ramsden

  • Slides: 18
Download presentation
Goodstein Sequences The lonely passion of Phil Ramsden

Goodstein Sequences The lonely passion of Phil Ramsden

What’s a Goodstein sequence? •

What’s a Goodstein sequence? •

Iteration •

Iteration •

Iteration •

Iteration •

Iteration •

Iteration •

Iteration •

Iteration •

Iteration • 5971914368579617251113764249074889372494003278094044803560977466395376657008174384412685582 8741870320799576254868576944854975399646056467884012817091124581315248809273662365682477551 8855639878508117354258156562963328476066608677578878591592014742801650861339123980473248549 2320247166310020755884411834903507976315843908465827107446471410781094551831857692322448473 0620285427868122753982307513485913651735211987386690690791610813479803916429644903411243084 0727583268494682442259464667679023028569577541028669925667601790725514150931089644555076675 6931305228827939273883810500246002230740851110329519862981082503704214043102248483107829713 2273413175182778528467037186248396443735723364591812907411755112268577492067631876590158733 4313902229126604112730979447043812147678136978062889390686566708561617471571059216851192911 1834365143436858690837633820112793074832297704446299075946351382454734632239034272767850536 5878851024702556789635234691023336947419093309021365891312522241671632934791321898629599388 4064852399310422595687693214378892266950956564654626702057720256453432082599800300121480080

Iteration • 5971914368579617251113764249074889372494003278094044803560977466395376657008174384412685582 8741870320799576254868576944854975399646056467884012817091124581315248809273662365682477551 8855639878508117354258156562963328476066608677578878591592014742801650861339123980473248549 2320247166310020755884411834903507976315843908465827107446471410781094551831857692322448473 0620285427868122753982307513485913651735211987386690690791610813479803916429644903411243084 0727583268494682442259464667679023028569577541028669925667601790725514150931089644555076675 6931305228827939273883810500246002230740851110329519862981082503704214043102248483107829713 2273413175182778528467037186248396443735723364591812907411755112268577492067631876590158733 4313902229126604112730979447043812147678136978062889390686566708561617471571059216851192911 1834365143436858690837633820112793074832297704446299075946351382454734632239034272767850536 5878851024702556789635234691023336947419093309021365891312522241671632934791321898629599388 4064852399310422595687693214378892266950956564654626702057720256453432082599800300121480080 784607314488396801802195935183281104868675994293445471535410072796074782324863004151043 9775989484320567038339437634618721396503243880855260150028246049881653738550080722524427302 3044541663399780283501715811131689652758122263931825743624332336401348648050288632840741097 4371691950819594437707145271462089719321815227508002165943591502596328263120077489975184090 0534760224759420486966148337349919704625825145214187585437308149956077061296929768342681607 7365159387990214915907410150792294949776686749609205780328136945316402901250570809392578526 9336343556388772937944834568924329079140734119342467834997830194339103009960942948549875881 8782444113001517035032478541008010383148951132396509276569026234254463452648097312239675707 8108926151635847772904623962776409189341859720203420043096719461420516604068334572975413446 3939123232441874408004377039360314786846164722080573419295758389752987920772899214325744609 0614648595390762319319755979913220439584855417945266988926993188928176706038067314173387300 4453332655807938533583271419340671291983660828223449360679930819628680183086544275283813478 1717

Iteration •

Iteration •

Iteration •

Iteration •

Iteration • 1240638920895809486328662256511227299639036456957935881716131522267754640094758810079653460178305280019615524979534976881448699187459400752031657339831 5595973249430576523440185831051065840823717168658925667708378826419564483726742473220414046038821402216195753547233092484893443151076282089732669442115 8818715063819070831102898433582849805639496684098791754228002139303960135599044275926326063378080921941923600014665897682118662509917716606670650504581 6529673823055163030836855430338558153036648518725921932619604718682719842687289150188425508079846925001319639746830251872587185101985331386233427388001 4538762368347196161056952044591881602820084549709265274437315903098420352337460459944617980511092018716003880752279261048549181096536319290387992896718 3073169114629022979096074429397601370296821403026745298157064161549232613558232553561069429340486277172491774244639412880784295679107574269074816398445 3536630540278893817038377570289911336317768880364459985132278728955147231979277064001224793024411605803902451362050918948584676747994615044402519086889 3023566916333430078757703111251488471578780052896644177721015061278335143355222068507852326233681351447891838116182260382655839652750705179647134406409 1409651898487978559923327638346349764806223276880019953288709397605505274936732642538061902698937146168291470026396520542425915608705058533323222205817 5772835895741344785045656351161521793613305967326370101942110325797165667729763296614185908773387578595873951014399056823838750755886482567551920303054 0058722817172559656151281874115329237814808060864166768565085208250855368934547898514328122359209831377820117849082556406124947779089594052371038540491 2393495542032624181397262726108173887456909476384559223794798802648457940455953685867078270973398468192438655914738967302735783669402562069890555066370

Iteration • 1240638920895809486328662256511227299639036456957935881716131522267754640094758810079653460178305280019615524979534976881448699187459400752031657339831 5595973249430576523440185831051065840823717168658925667708378826419564483726742473220414046038821402216195753547233092484893443151076282089732669442115 8818715063819070831102898433582849805639496684098791754228002139303960135599044275926326063378080921941923600014665897682118662509917716606670650504581 6529673823055163030836855430338558153036648518725921932619604718682719842687289150188425508079846925001319639746830251872587185101985331386233427388001 4538762368347196161056952044591881602820084549709265274437315903098420352337460459944617980511092018716003880752279261048549181096536319290387992896718 3073169114629022979096074429397601370296821403026745298157064161549232613558232553561069429340486277172491774244639412880784295679107574269074816398445 3536630540278893817038377570289911336317768880364459985132278728955147231979277064001224793024411605803902451362050918948584676747994615044402519086889 3023566916333430078757703111251488471578780052896644177721015061278335143355222068507852326233681351447891838116182260382655839652750705179647134406409 1409651898487978559923327638346349764806223276880019953288709397605505274936732642538061902698937146168291470026396520542425915608705058533323222205817 5772835895741344785045656351161521793613305967326370101942110325797165667729763296614185908773387578595873951014399056823838750755886482567551920303054 0058722817172559656151281874115329237814808060864166768565085208250855368934547898514328122359209831377820117849082556406124947779089594052371038540491 2393495542032624181397262726108173887456909476384559223794798802648457940455953685867078270973398468192438655914738967302735783669402562069890555066370 0593503974172153547097867033190544016667841943255489278032063855466068903469925840978357776348718692715312998332212023472332397718538188977600795878409 9587735512830952030098435319824025625875212048469466756364543917940944216034667828371408970956480560119382003448295119677637828441087890933691004268783 8206458005421479735394995453479886087352085522965085190805938680287819141035381803442859323454102021462368987671066030649775309955849215342371127732728 4497713953139149902377572005600659404180312946770741037271770739539362902319030212086478665181858344429871607319799393639598283650054176246090802188560 3522607450404301093453428803625848996424375770047949410820494150223876535863755732219123312596204720086884299613550649025347897595418660455775598894232 1322666150830886176960269227757949936779170076089477461802300435495966144756762596070022740703228124493308371788750112160102987589784981452022668813176 7375795126212184466948340028025363442666994544198646825960839553090843218006650275836224100400451094962883760913790273281992637307981541339562777403874 9738794669184736345790744369064415839512552064854564505424267111671106668136146969544162166677070221070224767087287561147332079131562233445463641763619 6052587147733648592607866807824990675438261620787006210884230181451851461952519756797373759640205722272825718189610899025858593835961012666191813753785 9820720242258994210956257087254952778895478417952916509996754038131305794888245768974115789959166622812418869738046648742772864303036393058516439240752 6719404378599784529316594255578887424019542874248577281942519860546827530405761475247538289372781585707065932834064321045327901803711204123288333267222 9901364824595568058860464555923936684798440047659705473656240729919194560735308313956628160865556620203570298257596850498314253899796650939505844546877 5301337688641049033154344439324856495470195080456811698367459727926382609932361415468516348116435251669850005672096779563461131511614321046716523496284 0445146661078411077598884400454897650415515288881883107121926820048553747389363701366311876661215897271631610720612673991240703067511079303489261167665 4305349738643379141793707871879394789791732474112202951866024409277746150769245743896581131879372523180488943284694409809377131993539904014629092343185 8163354189045455818696423301768903518602771099619120286530247012518233167509526382247428656607566049739905515975221990194534048965876711304571520827349 0555562508143684195228213486871540350527659788530280480051198996077810421332759721129077535647158848228465528843100216222138463920190893847298801509725 2615376857275115933889777828758022488087800110967812542991321852799447961242316925990160210015883833804765369235250438544839947554155450101317225876624 0447625210801835501777825600061241567457364060810108994187190474629733848439603623305069382916599358134493423323228084293561853737587654873281068178334 4510052562863837249804399656998880162265460735176367405836936528271897275845436737754616671166523212922912030711650507772147211388346334513975482464006 8733829387558182113330423858891349932481958581710923710228314534437983992193511394949839998124905535136194189102141692982123707879726091982724493016556 5438253110909895269439257976035183370140577297945077830432027751722090795083914394249655746597855066280827948294235913823156706814118444902040347735408 5292195276549567678616907848435049523938681966197173279724378180890026720089169173451017966390466579593580207447338419723565306398452295868299188950047 4125319681238510851121663145051590018101601410928378191081007860578761527596761286435509521990166915881520952850951406528782431659553512627865551690603 2976094264136443264623651673409390689786023514933200473955644209061733438176435401027804393655693313441791787128548153266461223237964082570896580659836 3774329932066848001322729048118133280254269307405332109637986999185755125579734941849825053285165732584849885232292149055059286275419588168449336264493 2896489901478751818951396775299787962763946362126014567431179339587716176482078505784012271258679710120380930973520535939053205521919801021886103301937 6460714842805483732179846138260706714876730841201666986364852982640040144783989859734798758362468320242058156575099618796195788775756974492807581313966 8500854650983952364315156318531392548183138973532321757126736886868207480851920604124912337175195478948501957134550467060683977557781909519061998386956 9264863841015077127889268875396599272913999526276631469687006460714769980251648504203583520100245247651151610075696409813226770307257187640447695067013 9235941373134144205287595370751469949462519140637519656007923848514427389170950821959979692754269013696796585377526843474171395066338252727194876830101 0014336384137514529413466165492720834879912904746122875675116314785693708349789660156782153023390754912172198913952605196676172808122932884827748282332 9400491752009021707816807696865263177440583569031167186038117424778212561146668808875145320094065609332427328203376522082026366424606224586347243417513 7270066518942645549170844278779776264951530555942873698926191842955223723559311949276505359210323422683212003857163205586754973673605716810718769764896 4968700307633346321850403858243799253603211631601814082050523932966259280146665862063575247753160978845635288096555962078208683186495562988673534438401 8338238255063618877569302986155334755289554477811059624464919482200293339433165575184682655908812001277784887785567550373175158713186431284153801317112 2779178343657648525549119130874163658802875043361496247860083965138705405702591219383553489651473492450463762369831587667006456681487100220743258727727 6460057154099981621492050059411146305981415064322022856292727578380918408454100318556785303162036532485283754830642196670560840976985080834903450313699 8615323232271003875425089935433682788658624774546576760391827445074882194826001927619049135438363120976576244198618602739787909343239757665237469656823 9671848075818086666873647852689516818182527342222548567757291370742463759479649251066305065566976718119260919148549641895821621635841944959655235738667 6213783121912163044040434887025593742993436658615175984240692182102887627123407151467309173759405784935808767837698474445363363222458579186726957545098

Iteration •

Iteration •

Question • What’s the long-term behaviour of this Goodstein sequence?

Question • What’s the long-term behaviour of this Goodstein sequence?

Amazing Fact 1 • This Goodstein sequence eventually hits zero.

Amazing Fact 1 • This Goodstein sequence eventually hits zero.

Amazing Fact 2 • All Goodstein sequences eventually hit zero.

Amazing Fact 2 • All Goodstein sequences eventually hit zero.

Amazing Fact 3 • But this wasn’t proved using the axioms of arithmetic.

Amazing Fact 3 • But this wasn’t proved using the axioms of arithmetic.

Amazing Fact 4 • This can’t be proved using the axioms of arithmetic. •

Amazing Fact 4 • This can’t be proved using the axioms of arithmetic. • Nonetheless, it’s true.

Amazing Fact 5 • So “All Goodstein sequences eventually hit zero” is a natural

Amazing Fact 5 • So “All Goodstein sequences eventually hit zero” is a natural Gödel sentence for arithmetic.

This kind of blows my mind • But I'm not sure I can easily

This kind of blows my mind • But I'm not sure I can easily explain why to nonmaths types. • Any ideas… ?