在徐遲的報告文學中,中國人知道了陳景潤和哥德巴赫的猜想。那麽,什麽是哥德巴赫猜想呢?哥德巴赫是德國中學教師,著名數學家。他出生於1690年,1725年當選俄羅斯科學院院士。1742年,哥德巴赫在教學中發現,每個不小於6的偶數都是兩個素數(只能被自身整除的數)之和。比如6 = 3+3,12 = 5+7等等。1742年6月7日,哥德巴赫寫信給當時的大數學家歐拉,提出了如下猜想:(a)任意壹個>;偶數=6可以表示為兩個奇素數之和。(b)任何壹個> 9的奇數都可以表示為三個奇素數之和。這就是著名的哥德巴赫猜想。歐拉在6月30日給他的回信中說,他認為這個猜想是正確的,但他無法證明。描述這麽簡單的問題,即使是歐拉這樣的頂尖數學家也無法證明,這個猜想引起了很多數學家的關註。自從哥德巴赫提出這個猜想以來,許多數學家壹直在試圖攻克它,但都沒有成功。當然也有人做過壹些具體的驗證工作,比如:6 = 3+3,8 = 3+5,10 = 5+5 = 3+7,12 = 5+7,14 = 7+7 = 3+168。有人把33×108以內和大於6的偶數壹壹查了壹遍,哥德巴赫猜想(a)成立。但是嚴格的數學證明需要數學家的努力。從那以後,這個著名的數學問題吸引了全世界成千上萬數學家的註意。200年過去了,沒有人證明。哥德巴赫猜想也因此成為數學皇冠上壹顆高不可攀的“明珠”。人們對哥德巴赫猜想問題的熱情持續了200多年。世界上很多數學家都盡力了,還是想不通。直到20世紀20年代,人們才開始接近它。1920年,挪威數學家布朗用壹種古老的篩選方法證明,得出了壹個結論:每壹個比值較大的偶數都可以表示為(99)。這種縮小包圍圈的方法非常有效,於是科學家們從(99)開始逐漸減少每個數中的質因數,直到每個數都是質數,從而證明了哥德巴赫猜想。目前最好的結果是由中國數學家陳景潤在1966中證明的,稱為陳定理:“任何足夠大的偶數都是壹個素數和壹個自然數之和,而後者只是兩個素數的乘積。”這個結果通常被稱為大偶數,可以表示為“1+2”。在陳景潤之前,偶數可以表示為S個素數和T個素數的乘積之和(簡稱“s+t”)的問題進展如下:1920年,挪威人布朗證明了“9+9”。1924年,德國的Latmach證明了“7+7”。1932年,英格蘭的埃斯特曼證明了“6+6”。1937年,意大利的萊西先後證明了“5+7”、“4+9”、“3+15”、“2+366”。1938年,蘇聯的布克希泰伯證明了“5+5”。1940年,蘇聯的布克希泰伯證明了“4+4”。1948年,匈牙利的裏尼證明了“1+c”,其中c是壹個大的自然數。1956年,中國的王元證明了“3+4”。1957年,中國王元先後證明了“3+3”和“2+3”。1962年,中國的潘承東和蘇聯的巴爾巴證明了“1+5”,中國的王元證明了“1+4”。1965年,蘇聯的布赫希·泰伯和小維諾格拉多夫,以及意大利人彭伯裏證明了“1+3”。1966年,中國陳景潤證明了“1+2”。從布朗證明“9+9”的1920到陳景潤俘獲“1+2”的1966,用了46年。陳定理誕生30年來,人們對哥德巴赫猜想的進壹步研究是徒勞的。布朗篩選法的思想是這樣的:任何偶數(自然數)都可以寫成2n,其中n是自然數,2n可以表示為n種不同形式的壹對自然數之和:2n = 1+(2n-1)= 2+(2n-2)= 3+(2n-3)= 2i和(2n-2i),i = 1,2,...;3j和(2n-3j),j = 2,3,...;以此類推),如果能證明至少有壹對自然數沒有被過濾掉,比如壹對是p1和p2,那麽p1和p2都是素數,即n=p1+p2,那麽哥德巴赫猜想就得到證明。前壹部分的描述是很自然的想法。關鍵是要證明‘至少有壹對自然數沒有被篩選掉’。目前世界上還沒有人能證明這部分。如果能證明,這個猜想就解決了。但是,因為大偶數n(不小於6)等於其對應的奇數數列(以3開頭,以n-3結尾)的奇數之和。因此,根據奇數之和,質數+質數(1+1)或質數+合數(1+2)(包括合數+質數2+1或合數+合數2+2)(註:1+)的相關式所有可能的相關關系,即1+1或1+2的出現“類別組合”可以被導出為1+1、1+1和1+2、1+1和65438+2。因為1+2和2+2、1+2這兩個“範疇組合”不包含1+1。所以1+1並沒有涵蓋所有可能的“範疇組合”,即它的存在是交替的。至此,如果能排除1+2和1+2的存在,則證明了1+1。但事實是,1+2和2+2,以及1+2(或至少其中之壹)是陳定理揭示的壹些規律(任何足夠大的偶數都可以表示為兩個素數之和,或者壹個素數和兩個素數的乘積之和),比如1+2的存在性和6542的同時存在性。因此,1+2和2+2,以及1+2(或至少壹個)“範疇組合”模式是確定的、客觀的,即不可避免的。所以1+1是不可能的。這充分說明布朗篩方法不能證明“1+1”。因為質數的分布本身是無序變化的,質數對的變化和偶數的增加並不存在簡單的正比關系,質數對的值在偶數增加時有升有降。素數對的變化能否通過數學關系與偶數的變化聯系起來?不能!偶數值和它們的素對值之間的關系沒有定量規律可循。200多年來,人們的努力已經證明了這壹點,最終選擇放棄,另辟蹊徑。所以出現了用其他方法證明哥德巴赫猜想的人。他們的努力只是在數學的某些領域取得了進展,對哥德巴赫猜想沒有任何作用。哥德巴赫猜想本質上是壹個偶數和它的素數對之間的關系,表達偶數和它的素數對之間關系的數學表達式是不存在的。實踐中可以證明,但邏輯上無法解決個別偶數與所有偶數的矛盾。個體如何等於平均值?個體和壹般在性質上是相同的,但在數量上是相反的。矛盾永遠存在。哥德巴赫猜想是壹個永遠無法從理論和邏輯上證明的數學結論。“在當代語言中,哥德巴赫猜想有兩個內容,第壹部分叫奇數猜想,第二部分叫偶數猜想。奇數猜想指出,任何大於等於7的奇數都是三個素數之和。偶數猜想是指大於等於4的偶數壹定是兩個素數之和。”(引自哥德巴赫猜想和潘承東)哥德巴赫猜想的難度我不想多說什麽。我想說為什麽現代數學界對哥德巴赫猜想不感興趣,為什麽中國有很多所謂的民間數學家對哥德巴赫猜想非常感興趣。其實在1900年,大數學家希爾伯特在世界數學家大會上做了壹個報告,提出了23個挑戰性的問題。哥德巴赫猜想是第八題的子題,還包括黎曼猜想和孿生素數猜想。在現代數學中,壹般認為最有價值的是廣義黎曼猜想。如果黎曼猜想成立,很多問題都會得到解答,而哥德巴赫猜想和孿生素數猜想相對孤立。如果只是簡單的解決這兩個問題,解決其他問題的意義並不大。於是數學家們傾向於在解決其他更有價值的問題的同時,尋找壹些新的理論或工具,“順便”解決哥德巴赫猜想。比如壹個很有意義的問題是:素數的公式。如果這個問題解決了,應該說素數的問題就不是問題了。為什麽民間數學家如此執著於高知猜想而不關心黎曼猜想等更有意義的問題?壹個重要原因是,黎曼猜想對於沒有學過數學的人來說,很難理解它的含義。哥德巴赫猜想小學生都能看。數學界普遍認為這兩個問題同樣難。民間數學家解決哥德巴赫猜想大多是利用初等數學。壹般來說,初等數學解決不了哥德巴赫猜想。退壹步說,就算那天有個牛逼的人在初等數學的框架下解決了哥德巴赫猜想,又有什麽意義呢?這個解恐怕幾乎和做壹道數學習題壹樣有意義。當時白帝利師兄挑戰數學界,提出了最快下降線的問題。牛頓用非凡的微積分技巧解決了最速下降線方程,約翰·帕克試圖用光學方法巧妙地解決最速下降線方程,雅各布·帕克試圖用更麻煩的方法解決這個問題。雖然雅各布的方法是最復雜的,但他發展了壹種解決這類問題的通用方法——變分法。現在,雅各布的方法是最有意義和價值的。同樣,希爾伯特也曾宣稱自己解決了費馬大定理,但他並沒有公布自己的方法。有人問他為什麽,他回答說:“這是下金蛋的雞。我為什麽要殺它?”的確,在費馬大定理的求解過程中,進壹步發展了很多有用的數學工具,比如橢圓曲線、模形式等。因此,現代數學界正在努力研究新的工具和方法,期待哥德巴赫猜想這只“金雞”能誕生更多的理論和工具。
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