要证明1+1 很难!目前我国只证明到1+2,至今无解的哥德巴赫猜想

2019-08-27     泛泛科学

·总有小朋友问,科学家为什么要研究1+1=2这么简单的问题?要讨论什么是“ 1+1 ”,得从十八世纪说起。

什么是1+1?

十八世纪初,也就是我国的清朝时期。俄罗斯伟大的君主彼得大帝修建了一座新城——圣彼得堡,并全面学习欧洲。

彼得大帝从欧洲引进了一批科学家来建设新的国家,其中就有德国数学家哥德巴赫,他最初是一名中学教师,后来在圣彼德堡担任圣彼德堡帝国科学院教授,​​ 1728 年开始担任彼得二世(彼得大帝的孙子)的宫廷教师。

哥德巴赫在研究中发现:很多偶数都可以分解成两个质数的和。

什么是质数呢?质数也被称为“素数”,只有1 和它本身两个因数。例如2 、 3 、 5 、 7 、 11 、 13 、 17 等都是质数,因为除了1 和它本身外,这些数都没有其他因数。

与之对应的另外一种数是合数:除了1和它本身,还有其他因数。例如6 是合数,因为它有因数1 、 2 、 3 、 6 ; 8 是合数,因为它有因数1 、 2 、 4 、 8 ; 9 是合数,因为它有因数 1 、 3 、 9 。

哥德巴赫的猜想就是:任何一个大偶数( x≥4) 都可以被分解成两个质数的和。例如, 4=2+2 , 6=3+3 , 8=3+5 , 10=3+7 。

是不是所有偶数都能这样呢?这就构成了一个猜想,并被称为 1+1。这就是著名的哥德巴赫猜想

种下去了!科学家两百多年来的心头刺

然而,哥德巴赫无法证明这个猜想,于是写信向著名数学家欧拉求助。欧拉是堪称“超群绝伦”的科学家,到目前为止,还没有哪位数学家的成就能超过欧拉,但连这么厉害的人也无法解答这个问题。

于是这个问题流传下来,并困扰数学界二百多年。二十世纪,人们对这个问题展开围攻。

1920 年,挪威的布朗证明了“ 9+9 ”。

1924 年,德国的拉特马赫证明了“ 7+7 ”。

1932 年,英国的埃斯特曼证明了“ 6+6 ”。

1937 年,义大利的蕾西证明了“ 5+7 ”。

1938 年,苏联的布赫夕太勃证明了“ 5+5 ”。

1940 年,苏联的布赫夕太勃证明了“ 4+4 ”。

1956 年,中国的王元证明了“ 3+4 ”。

1962 年,中国的潘承洞证明了“ 1+5 ”。

1962 年,中国的王元证明了“ 1+4 ”。

1965 年,苏联的布赫夕太勃证明了“ 1+3 ”。

什么是“ 1+3 ”呢?

就是说任何一个大偶数一定可以分解成一个质数和不超过三个质数乘积之和的形式,即证明了对于任何一个大偶数x ,一定可以分解成x=a+b 、 x=a+bc 或x =a+bcd 的形式,其中a 、 b 、 c 、 d 都是质数。

陈景润:古今以来最接近“1+1”的人物

我国数学家陈景润又做了些什么呢?

陈景润是我国著名数学家,他的中学数学老师是清华大学航空系的主任,上课时喜欢讲一些科学故事,例如哥德巴赫猜想。老师说:“数学是科学的王后,而数论是王后的王冠,哥德巴赫猜想就是王冠上一颗璀璨的明珠。”

陈景润对这颗明珠非常感兴趣,一直致力于研究这个问题,后来到厦门大学读书,毕业后被分配到北京一所中学当数学老师。

陈景润不善于与人交流,讲课讲得很差,和学生的关系也不好,还经常生病, 有人说他是高分低能。但是厦门大学校长慧眼识珠,认定陈景润是厦大最优秀的毕业生,便将他调回厦大工作。

回到厦大后,陈景润专心研究数学,并把他的研究成果寄给了北京的华罗庚。华罗庚当时已是享誉全球的数学家,一眼看中陈景润,便把他调到中科院数学所担任研究员。

回到北京后,陈景润还是不与人交流,而且当时正在文革期间,学术环境很不好。但是就在这样艰苦的条件下,他却用几麻袋的演算纸证明了“ 1+2 ”任何一个大偶数都可以分解成一个质数及不超过两个质数的乘积之和。即证明了对于一个大偶数x,可以被分解成x=a+b或x=a+bc ,其中a 、 b 、 c都是质数。

从“ 1+3 ”到“ 1+2 ”,看似是一小步,但实际是一个很大的成就,被称为“陈氏定理”,获得了国际公认,也受到了周恩来总理和毛主席的肯定。

遗憾的是,陈景润依然没有证明“ 1+1 ”,虽然看起来他距离“ 1+1 ”只有一步之遥,但直到今天,“ 1+1 ”仍然是一个谜。我们也正期待着新的科学巨匠的出现。

文章来源: https://twgreatdaily.com/zh-hans/qRhN7GwBJleJMoPMkq4U.html