所有質數的總和正好等於所有數字的總和嗎?有何依據?

至藝


很好的問題,但是我認為這個說法是不對的。

所有質數的總和是無窮大。

所有正整數的總和也是無窮大。

但是,這兩個無窮大的檔次是不一樣的。

要理解這個不一樣,你需要知道素數定理。

所謂素數定理,簡單得說,那就是說素數在正整數中出現的概率不是1,而是對數的倒數:

有了這個素數定理,我們可以大致估計一下全部素數的和。請看下圖:

在上面的圖片中,你可以看到,全部正整數的和是以n的平方發散的。而全部素數的和是以n的平方再除以n的對數發散的,它們不一樣的。也就是說,雖然兩個結果都是無窮大,但無窮大的檔次有區別。

對於我們老百姓來說,覺得無窮大隻有一個。但在數學中,無窮大是有很多不同的品種的。這就好像對外國人來說,我們中國人都差不多,但對於真正懂行的外國人來說,我們中國人差異很大,我們中國人至少有56個民族呢。


瀟軒


取決於你怎麼定義“和”這個概念。對於兩個發散數列,他們的“和”這個概念實際上是未定義的。將加和結果簡單叫做“和”是不準確的,因為你還要定義這個結果的大小,以及比較體系(對的,你可以重載一些術語,不代表這些術語就是常見的意思。)。

我們知道自然數(題主所謂的數字,大概是這個意思)的和是-1/12,這個是說的是拉馬努金和或解析延拓意義下的“和”,換言之,“和”這個概念被重載了。在解析延拓意義下,對於自然數和,一般我們用 zeta函數定義,然後延拓。如果用類似zeta函數定義全體質數的和,你會發現無法同樣的解析延拓求和,也就是全體質數的和在這個意義上不存在。

當然你也可以自己定義一套玩法,把它叫做“和”。只是無論如何,在此處,無窮大不能叫做發散數列的和。或者,你無法用傳統的術語賦予新的意義,又迴歸到傳統意義下進行闡述。

就像你可以把鍋叫做碗,把碗叫做鍋,在你的術語體系,沒問題。在你的體系,說“鍋比碗小”是正確的,也沒問題。但是你重載了這套術語,就不要再用於通常意義。也就是,你不能要求不使用你的術語體系的人承認“鍋比碗小”。


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