12.23 中国数学家陈景润如何证明“1+2”?“1+1”又该怎么证明?

中国数学家陈景润如何证明“1+2”?“1+1”又该怎么证明?

很多人可能会误解陈景润证明了“1+2=3”,但他其实根本就没有证明“1+2=3”,而且这个公式也不需要证明,因为这是始终成立的恒等式,这是数学公理。事实上,数学家陈景润所证明的是“1+2”。那么,“1+2”是什么意思呢?

关于“1+2”的含义,就需要说到数学上一个至今悬而未解的难题——哥德巴赫猜想。在18世纪,数学家哥德巴赫提出了一个有关整数分拆的问题,他写信向大名鼎鼎的欧拉寻求证明。

中国数学家陈景润如何证明“1+2”?“1+1”又该怎么证明?

欧拉把哥德巴赫当年提出的猜想改写成我们现在所熟知的形式:

对于任意一个比2大的偶数,它能够拆分成两个质数之和(可以有多种拆分方式),这就是所谓的“1+1”。

对于较小的偶数,可以很容易列出公式,符合哥德巴赫猜想,举两个具体例子:

14=3+11=7+7

100=3+97=11+89=17+83=29+71=41+59=47+53

中国数学家陈景润如何证明“1+2”?“1+1”又该怎么证明?

把偶数(从4到100万)拆分成两个质数之和的方法数量

然而,要证明所有偶数是否符合这一规律十分困难。虽然欧拉认为这个猜想可能是正确的,但就连他这样的大数学家都没能解答哥德巴赫猜想。时至今日,在哥德巴赫猜想提出将近300年之后,这仍然是未解的难题。

既然无法一步到位证明哥德巴赫猜想,数学家采取迂回的方法,希望能够逐步接近哥德巴赫猜想。此前,数学家逐步证明了“9+9”、“5+5”、“3+3”、“1+4”(由我国数学家王元证明)、“1+3”。目前,最接近哥德巴赫猜想的证明是由我国数学家陈景润在上个世纪60年代独自完成的。

中国数学家陈景润如何证明“1+2”?“1+1”又该怎么证明?

陈景润的草稿纸

通过数论中的加权筛法,陈景润证明,任意一个充分大的偶数都能够拆分为1个质数和1个自然数之和,而这个自然数是一个殆质数,它等于两个质数的乘积,结果可以表示为:大偶数=质数+质数×质数,这就是所谓的“1+2”,也被称为陈氏定理。

那么,接下来完全证明哥德巴赫猜想是否就是水到渠成的事情呢?

绝大部分数学家认为,陈景润所用的筛法已经达到了极限,以此为基础,几乎不可能证明出哥德巴赫猜想。为了证明“1+1”,或许需要大幅改进目前的方法,或者需要全新的数学方法。


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