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哥德巴赫猜想是神马

更新时间2019-02-12 20:50:34

哥德巴赫猜想到底是什么

澄清误区

关于这个猜想,一个天大的误区就是:

伦家不是想要证明1+1=2!

很小的时候,就有小伙伴一本正经地说,数学家们研究的终极问题就是:

为什么1+1=2?

当时对此都深信不移,觉得1+1=2确实是数学的基础,貌似证明它确实是难上加难!

后来才明白,这是个美丽的错误。

1+1=2是不用证明的,因为2是用1+1定义的。

定义是一种最野蛮的力量。

比如我们定义了温度高是“热”,那么“热”就表达了温度高的意思,这有什么好证明的!

再比如我们定义了“四条边相等、四个角都为直角的图形为正方形”,那么正方形当然具备性质“四边相等,四角直角”,这有什么好证明的!

因为在一开始,1这个符号,就被定义为描述“一个”;2这个符号,定义就是描述“两个”,所以1+1当然等于2。

如果开始时我们采用“4”这个符号来描述“两个”,那么就有1+1=4,如此而已。

数学家不会无聊和傻到试图证明定义的,你也别犯傻了!

哥德巴赫猜想要证明的内容不是1+1=2,而是2=1+1。

而且这里的"2"和"1"并不是计数的本来意思。

公使的猜想

哥德巴赫猜想是神马

1742年,有一个普鲁士驻俄罗斯的公使叫歌德巴赫,爱好数学,又比较闲。

他发现了这样一个现象:

每一个大于7的奇数都可写成三个质数之和(不知道质数定义的小伙伴们可以去问问度娘)。

比如9=3+3+3;

11=3+3+5;

13=3+5+5或者3+3+7;

大一些的,比如25=3+5+17;

37=3+11+23;

99=5+11+83,等等。

方法不唯一,但一定都可以表示。

然而,歌德巴赫自己没搞定这个发现,就想到一个给力的外援:他的好朋友大数学家欧拉,一位数学大佬。

哥德巴赫猜想是神马

他俩平时就经常写信,所以歌德巴赫就把他的这个发现告诉了欧拉,希望欧拉能给出证明。

过了三个星期,欧拉回了封信,大概是说:

你这个问题似乎没毛病,但我也证明不了。

我发现了一个更强的结论:任何一个大于4的偶数都可以表示为两个质数之和。

而且我证明了:只要我这个结论成立,你那个结论就一定成立。

不过我这个结论是不是能成立,我证明不了。

也就是说欧拉把歌德巴赫的问题改成了:

每一个大偶数(大于4的偶数,下同)都可以拆成两个质数。

比如8=3+5;

10=3+7或5+5;

大一点的比如28=11+17;

48=17+31;

192=11+181,等等。

简单来说就是:欧拉没能接住哥德巴赫扔过来的烫手山芋,但作为一个大数学家他也不是闹着玩的,他又制造了一个更烫手的山芋,又扔了回去。

著名的哥德巴赫猜想就这样诞生了。

由于这两个猜想之间存在着推导的关系,人们一般把哥德巴赫开始信里提到的猜想(大奇数为三质数之和)称为弱哥德巴赫猜想,把欧拉回信的那个猜想(大偶数为两质数之和)称为强哥德巴赫猜想。只要强猜想能成立,弱猜想就一定能成立。

世人所称的哥德巴赫猜想,一般都是指欧拉提出的强猜想。

皇冠上的明珠

转眼两百多年过去了,哥德巴赫猜想的地位如日中天:

1900年,大数学家希尔伯特提了出来。

到了近代,数学家公认的三大难题是:费马猜想,四色猜想和哥德巴赫猜想。

费马猜想是数学家费马挖的一个坑。费马说,我发现了一个定理,可是地方太小了我写不下证明过程……这样一个不负责任的笔记坑了无数后人,终于在1995年才被英国数学家家安德鲁·怀尔斯填平,被称为费马大定理。

四色猜想在1976年被数学家用计算器暴力破解,被称为四色定理。

就剩下最后一个硬骨头——哥德巴赫猜想。什么时候能变成歌德巴赫定理?

有人做过一个形象的比喻:

如果把自然科学比喻成一位美丽的女王,数学作为诸门自然科学的基础就是女王头上的皇冠

哥德巴赫猜想,被比喻成女王皇冠上的耀眼明珠!

坎坷的征途

然而这颗明珠实在高不可攀。

由于直接攻破这个堡垒实在是太难了,所以他们开始采用迂回战术。

科学家们认为,歌德巴赫猜想之所以难,是因为质数这个玩意太硬,油盐不进。

所以为了解决这个问题,他们又定义了一类数:殆素数。

质数的英文叫prime,殆素数的英文就是almost prime

——意思是几乎是素数。

什么鬼?

质数是除了1只能被自己整除的数,质数的质因数只有它自己一个。

殆素数就是:质因数不太多的数。(……)

好模糊的定义啊!

比如15,它的质因数只有3和5,有两个

再比如133,它的质因数只有7和19,有两个

4301,它的质因数只有11、17和23,有三个。

所以就可以把它们看做殆素数。

如果把“所含质因数的数量”以数字来标记的话,那么刚刚说的15和133就可以用“2”来表示,4301就可以用“3”来表示。

用这种方式来做记号,那么质数都应该用“1”来表示:所含的唯一质因数就是它自己。

大于4的偶数,我们用“2”来比喻。

所以歌德巴赫猜想就可以表示成:每一个“2”都可以表示成两个“1”之和。

这就是我们经常看到用2=1+1来形象地描述哥德巴赫猜想的原因。

注意:这里是2=1+1,不是1+1=2:

数学家们想要证明每一个“2”都可以拆成两个“1”。

而且这里的“2”和“1”都是比喻,2是代表大偶数,1是代表质数,不是原来的计数的概念。

迂回策略:

为了证明2=1+1,先证明2=N+N。

(为了证明每个大偶数都可以表示成两个质数之和,先证明每个大偶数都可以表示成两个殆素数之和,然后再慢慢减少这两个殆素数的质因数的个数,当它们都减少到1时,殆素数变成了质数,哥德巴赫猜想也就证明了。)

看上去把简单的问题复杂化了,但实际上确实降低了证明难度。

你移动了群山!

包围圈设立好了,下面要正式开始围攻。

1920年,挪威数学家布朗用一种古老的筛法证明了9+9。

1924年,德国数学家拉德马哈尔证明了7+7。

1932年,英国数学家艾斯斯尔曼证明了6+6。

1937年,意大利数学家蕾西先后证明了5 + 7,4 + 9,3 + 15和2 + 366。

1938年,前苏联数学家布赫斯塔勃证明了5+5。1940年,他又证明了4+4。

1948年,匈牙利数学家兰恩易证明了1+6。

1958年,中国数学家王元证明了2+3。

1962年,中国数学家王元和潘承桐证明了1+4。

1965年,前苏联的布赫斯塔勃、维诺格拉多夫和意大利数学家庞皮艾黎证明了1+3。

1966年,中国数学家陈景润证明了1+2。

——每一个大偶数都可以表示成一个质数和另一个质因数不超过2个的数之和!

这是真正意义上的突破,现在人们离哥德巴赫猜想的1+1只有一步之遥。

哥德巴赫猜想是神马

陈景润发表的论文《大偶数表为一个素数及一个不超过二个素数的乘积之和》,在国际数学界引起了巨大的反响。

英国数学家致信陈景润:“你移动了群山。”

有人借助计算机对三亿三千万以内的所有偶数进行了检验,发现这个猜想始终成立。

但再大的数也代表不了所有的数,所以,这颗“耀眼的明珠”还在静静地绽放光芒,等待她真正主人的到来。


据说哥德巴赫猜想是1加2

额,据说哥德巴赫猜想是1加2。  你会说——1加2呀,我知道呀。  额,所以你不能成数学家喽。 你知道1加2有什么用? 关键在于你要把1加2耍的像超人的内裤一样才行。

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