08.26 世界三大數學難題之——哥德巴赫猜想

寫在開篇的話

大家好,我是任禕老師,想必大家都聽過哥德巴赫猜想,那麼請問:哥德巴赫猜想具體內容是什麼?估計好多人都不是太清楚,那麼,下邊我們來介紹一下哥德巴赫猜想,擴展一下大家的數學視野。

世界三大數學難題之——哥德巴赫猜想

人物簡介

克里斯蒂安·哥德巴赫(Christian Goldbach, 1690年3月18日-1764年11月20日),又譯歌德巴赫,普魯士數學家,他在數學上的研究以數論為主,作為哥德巴赫猜想的提出者而聞名。哥德巴赫(C. Goldbach)並不是職業數學家,而是一個喜歡研究數學的富家子弟。他1690年生於德國哥尼斯堡,受過很好的教育。哥德巴赫喜歡到處旅遊,結交數學家,並長期保持與萊布尼茨、萊昂哈德·歐拉和尼古拉斯·伯努利等人的通信。1742年6月17日,他在給好友歐拉的一封信裡陳述了他著名的猜想——哥德巴赫猜想。1770年,英國數學家愛德華·華林首先將它公之於眾,成為關於數學的一場革命。

世界三大數學難題之——哥德巴赫猜想

哥德巴赫猜想手稿

猜想提出

1742年6月7日,哥德巴赫寫信給歐拉,提出了著名的哥德巴赫猜想:隨便取某一個奇數,比如77,可以把它寫成三個素數之和,即77=53+17+7;再任取一個奇數,比如461,可以表示成461=449+7+5,也是三個素數之和,461還可以寫成257+199+5,仍然是三個素數之和。例子多了,即發現“任何大於5的奇數都是三個素數之和。”

世界三大數學難題之——哥德巴赫猜想

1742年6月30日歐拉給哥德巴赫回信。這個命題看來是正確的,但是他也給不出嚴格的證明。同時歐拉又提出了另一個命題:任何一個大於2的偶數都是兩個素數之和。但是這個命題他也沒能給予證明。

研究途徑

研究偶數的哥德巴赫猜想的四個途徑。這四個途徑分別是:殆素數,例外集合,小變量的三素數定理以及幾乎哥德巴赫問題。這裡不做過多解釋。

研究歷史

1953年,林尼克發表了一篇長達70頁的論文。在文中,他率先研究了哥德巴赫問題,證明了,存在一個固定的非負整數k,使得任何大偶數都能寫成兩個素數與k個2的方冪之和。但論文並沒有具體定出k的可容許數值,此後四十多年間,人們還是不知道一個多大的k才能使林尼克定理成立。目前最好的結果k=13是英國數學家希思-布朗(D. R. Heath-Brown)和德國數學家普赫塔(Puchta)合作取得的,這是一個很大的突破。

華羅庚是中國最早從事哥德巴赫猜想的數學家。1936~1938年,他赴英留學,師從哈代研究數論,並開始研究哥德巴赫猜想,驗證了對於幾乎所有的偶數猜想。

世界三大數學難題之——哥德巴赫猜想

華羅庚

1950年,華羅庚從美國回國,在中科院數學研究所組織數論研究討論班,選擇哥德巴赫猜想作為討論的主題。參加討論班的學生,例如王元、潘承洞和陳景潤等在哥德巴赫猜想的證明上取得了相當好的成績。

世界三大數學難題之——哥德巴赫猜想

王元(1930—至今)

1956年,王元證明了“3+4”;同年,原蘇聯數學家阿·維諾格拉朵夫證明了“3+3”;1957年,王元又證明了“2+3”;潘承洞(王元侄子)於1962年證明了“1+5”;1963年,潘承洞、巴爾巴恩與王元又都證明了“1+4”;1966年,陳景潤在對篩法作了新的重要改進後,證明了“1+2”。

世界三大數學難題之——哥德巴赫猜想

陳景潤

難以證明的原因

哥德巴赫猜想證明的困難在於,任何能找到的素數,在以下式中都是不成立的。2*3*5*7*......*PN*P=PN+(2*3*5*7*......*P-1)*PN前面的偶數減去任何一個素數PN的差必是合數.

下次分享

世界三大數學難題之——費馬猜想


分享到:


相關文章: