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哥德巴赫猜想是要证明“1+1=2”吗?

1978年,作家徐迟在《人民文学》发表了报告文学《哥德巴赫猜想》,讲述了中国数学家陈景润在哥德巴赫猜想研究中的杰出贡献,由此很多人知道了哥德巴赫猜想,并认为哥德巴赫猜想就是要证明“1+1=2”。哥德巴赫猜想果真是要证明“1+1=2”吗?

早在1742年,德国人哥德巴赫写信给大数学家欧拉,提出了两个猜想:(1)任何一个大于2的偶数都是两个素数之和;(2)任何一个大于5的奇数都是三个素数之和。欧拉表示他相信哥德巴赫猜想是对的,但他不能加以证明。很容易证明(2)是(1)的推论。所以,第一个猜想是最基本的,由于素数只有一个因子,所以通常将猜想(1)表示为(1+1)。(1+1)其实是哥德巴赫猜想的一种表示,而不是要证明“1+1=2”,“1+1=2”是不需要证明的。

哥德巴赫猜想吸引了世界上很多著名数学家的兴趣,并在证明上取得了很好的成绩。

1922年英国数学家哈代与李特尔伍德提出了“圆法”。1937年,苏联数学家伊万·马特维耶维奇·维诺格拉多夫就应用圆法,结合他自己创造的方法,证明了每个充分大的奇数都是三个素数之和,基本上证明哥德巴赫猜想的第二题。这样,哥德巴赫猜想就主要指第一题了。

世界上的数学家这个难题下了不少的工夫。1920年,挪威数学家布朗改进了古老的“筛法”,证明了每个充分大的偶数都是两个素因子个数不超过9的正整数之和,即(9+9)。德国数学家拉代马哈在1924年证明了(7+7)。英国数学家埃斯特曼于1932年证明了(6+6)。苏联数学家布赫夕塔布于1938年和1940年分别证明了(5+5)与(4+4)。这好像运动员不断地刷新着世界纪录。

1956年,中国数学家王元证明了(3+4),同一年,苏联数学家阿·维诺格拉多夫证明了(3+3)。1957年王元证明了(2+3)。这些结果的缺点,在于两个相加的数中还没有一个可以肯定为素数的。

到了1962年,中国数学家潘承洞与苏联数学家巴尔巴恩各自独立证明了(1+5)。1963年,潘承洞、王元和巴尔巴恩都证明了(1+4)。1965年,阿·维诺格拉多夫、布赫夕塔布与意大利数学家邦别里证明了(1+3)。中国数学家陈景润在对筛法作了新的重要改进之后,于1966年证明了(1+2),取得了迄今世界上关于哥德巴赫猜想(1)这个难题的最好成绩。他证明了:任何一个充分大的偶数,都可以表示为两个数之和,其中一个素数,另一个或者是素数,或者是两个素数的乘积。世界上称这个定理为“陈氏定理”。这个定理受到了世界数学界的重视,不少数学家致力于简化这个定理证明。目前世界上已有五个简化证明,最简单的简化证明是由中国数学家王元、丁夏畦和潘承洞共同作出的。

哥德巴赫猜想证明还没有结束,还需要作最后的冲刺。经过了这几十年来世界各国数学家的研究,我们可以看出,哥德巴赫猜想也像其他经典问题一样,它的一切成就都是在前人成就的基础上,通过迂回的道路而得到的。如果连数论基础知识都没有认识,前人的成果也没有摸过,而凭着热情来企图证明(1+1),那只能是浪费时间和导致错误的结果。数学是一门很严谨的学问,不能草率马虎,既要有敢于创新的精神,更要有严谨的科学态度,这是许许多多数学家成功的要诀。

【知识点】猜想定理

在数学研究中,往往根据一些感性认识,小心地提出“猜想”,然后再通过严格的数学推导来论证。被证明了的猜想,就变成了“定理”,但也有不少猜想被否定了。

【知识点】陈氏定理

1966年,中国数学家陈景润发表了一个数论定理——陈氏定理这个定理证明了任何一个足够大的偶数都可以表示成两个素数的和,或是一个素数一个素数(只有两个素因子的合数)的和。简单地称为(1+2)。陈景润的论文是这样表示这个定理的:对于任何一个大偶数N,总可以找到奇素数P'、P",或者P1、P2、P3,使得下列两式至少一式成立:

N=P'+P"

N=P1+P2×P3

当然并不排除两式同时成立的情形,如62=43+19,62=7+5×11。

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【本文关键词】埃拉托色尼筛法 哥德巴赫猜想