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什么是哥德巴赫猜想

王朝干货·作者佚名  2011-12-18  
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命题A:任何>6的偶数可以拆为两个(奇)素数之和。

命题B:任何>9的奇数可以拆为三个(奇)素数之和。

事实上如果命题A成立,那么命题B必然是成立的,故通常仅提出命题A。

这个举世闻名的猜想是1742年德国数学家哥德巴赫(Christian Goldbach, 1690-1764)在写给欧拉(Euler Léonard, 1707 -1783)的信中第一次提出的, Euler 1742年6月20日回信说他验算到100没有发现错误,但是不能给出一般性的证明。

从本世纪20年代,英国著名的数学家哈代(G.H.Hardy,1877-1947)与李特伍德(Littlewood, 1885-1977)系统地开创与发展了堆垒素数论中的一个崭新方法——圆法(由于这个方法与一位印度数学家Ramanujan有关,故亦被称为Hardy-Littlewood-Ramanujan圆法)。由于圆法内容比较复杂,故不在此介绍了。

解决哥德巴赫猜想的另外一种方法是“筛法”,这是一种由古老方法演变而来的数学方法。在很早以前,人们知道一种得到素数的方法:在纸上由2开始顺次写下足够多个自然数,将其中2的倍数(当然不包括2,下同)都划掉,然后是3的倍数,5的倍数……如此往复,则可以得到该范围内所有的素数。筛法就是以这种方法为基础演化而来的。

利用Brun筛法:

1920 Brun 9+9

1924 拉德马哈尔 7+7

1932 爱斯斯尔曼 6+6

1937 Ricci 5+7 4+9 3+15 2+366

1938 布赫斯塔勃 5+5

1939 塔鲁塔柯夫斯基 4+4

1941 kuhn a+b<6

利用Selberg筛法:

1956 王元 3+4

1957 维诺格拉朵夫 3+3

1957 王元 2+3 a+b<5

1962 潘承洞 1+5

1962 王元 1+4 1+3

1962 潘承洞 1+4

1962 布赫斯塔勃 1+3

1966(1973) 陈景润 1+2

哥德巴赫猜想被称为“数学皇冠上的明珠”,无数数学家为了攻克这一难关进行了许多努力,甚至是为之奋斗终生。虽然哥德巴赫猜想现在尚未被解决;但是,在这250余年来的解题过程中却诞生了许许多多的数学方法,这为解决其他的数学问题提供了有力的帮助。从这个角度来看,哥德巴赫猜想的实际意义已经远远超过证明一个数学命题的本身了。

世界近代三大数学难题之一。哥德巴赫是德国一位中学教师,也是一位著名的数学家,生于1690年,1725年当选为俄国彼得堡科学院院士。1742年,哥德巴赫在教学中发现,每个不小于6的偶数都是两个素数(只能被和它本身整除的数)之和。如6=3+3,12=5+7等等。

公元1742年6月7日哥德巴赫(Goldbach)写信给当时的大数学家欧拉(Euler),提出了以下的猜想:

(a) 任何一个≥6之偶数,都可以表示成两个奇质数之和。

(b) 任何一个≥9之奇数,都可以表示成三个奇质数之和。

这就是着名的哥德巴赫猜想。欧拉在6月30日给他的回信中说,他相信这个猜想是正确的,但他不能证明。叙述如此简单的问题,连欧拉这样首屈一指的数学家都不能证明,这个猜想便引起了许多数学家的注意。从费马提出这个猜想至今,许多数学家都不断努力想攻克它,但都没有成功。当然曾经有人作了些具体的验证工作,例如: 6 = 3 + 3, 8 = 3 + 5, 10 = 5 + 5 = 3 + 7, 12 = 5 + 7, 14 = 7 + 7 = 3 + 11,16 = 5 + 11, 18 = 5 + 13,……等等。有人对33×108以内且大过6之偶数一一进行验算,哥德巴赫猜想(a)都成立。但严格的数学证明尚待数学家的努力。

从此,这道著名的数学难题引起了世界上成千上万数学家的注意。200年过去了,没有人证明它。哥德巴赫猜想由此成为数学皇冠上一颗可望不可及的“明珠”。到了20世纪20年代,才有人开始向它靠近。1920年、挪威数学家布爵用一种古老的筛选法证明,得出了一个结论:每一个比6大的偶数都可以表示为(9+9)。这种缩小包围圈的办法很管用,科学家们于是从(9+9)开始,逐步减少每个数里所含质数因子的个数,直到最后使每个数里都是一个质数为止,就证明了“哥德巴赫猜想”。

目前最佳的结果是中国数学家陈景润於1966年证明的,称为陈氏定理(Chen's Theorem).“任何充份大的偶数都是一个质数与一个自然数之和,而後者仅仅是两个质数的乘积”,通常都简称这个结果为大偶数可表示为 “1+2”的形式。

在陈景润之前,关于偶数可表示为s个质数的乘积与t个质数的乘积之和(简称“s+t”问题)之进展情况如下:

1920年,挪威的布朗(Brun)证明了“9+9”。

1924年,德国的拉特马赫(Rademacher)证明了“7 + 7”。

1932年,英国的埃斯特曼(Estermann)证明了“6 + 6”。

1937年,意大利的蕾西(Ricei)先後证明了“5 + 7 ”, “4 + 9 ”, “3 + 15”和“2 +36"。

1938年,苏联的布赫夕太勃(Byxwrao)证明了“5+5”。

1940年,苏联的布赫夕太勃(Byxwrao)证明了“4+4”。

1948年,匈牙利的瑞尼(Renyi)证明了“1+c”,其中c是一很大的自然数。

1956年,中国的王元证明了“3 + 4”。

1957年,中国的王元先後证明了“3+3”和“2 + 3”。

1962年,中国的潘承洞和苏联的巴尔巴恩(BapoaH)证明了“1 + 5”,中国的王元证明了“1+4”。

1965年,苏联的布赫 夕太勃(Byxwrao)和小维诺格拉多夫(BHHopappB),及意大利的朋比利(Bombieri)证明了“1 + 3”。

1966年,中国的陈景润证明了 “1 + 2”。

最终会由谁攻克 “1 + 1”这个难题呢?现在还没法预测。

参考资料:百度网

哥德巴赫猜想

我们容易得出:

4=2+2, 6=3+3,8=5+3,

10=7+3,12=7+5,14=11+3,……

那么,是不是所有的大于2的偶数,都可以表示为两个素数的呢?

这个问题是德国数学家哥德巴赫(CGoldbach,1690-1764)于1742年6月7日在给大数学家欧拉的信中提出的,所以被称作哥德巴赫猜想。同年6月30日,欧拉在回信中认为这个猜想可能是真的,但他无法证明。现在,哥德巴赫猜想的一般提法是:每个大于等于6的偶数,都可表示为两个奇素数之和;每个大于等于9的奇数,都可表示为三个奇素数之和。其实,后一个命题就是前一个命题的推论。

哥德巴赫猜想貌似简单,要证明它却着实不易,成为数学中一个著名的难题。18、19世纪,所有的数论专家对这个猜想的证明都没有作出实质性的推进,直到20世纪才有所突破。1937年苏联数学家维诺格拉多夫(иMBиногралов,1891-1983),用他创造的"三角和"方法,证明了"任何大奇数都可表示为三个素数之和"。不过,维诺格拉多夫的所谓大奇数要求大得出奇,与哥德巴赫猜想的要求仍相距甚远。

直接证明哥德巴赫猜想不行,人们采取了迂回战术,就是先考虑把偶数表为两数之和,而每一个数又是若干素数之积。如果把命题"每一个大偶数可以表示成为一个素因子个数不超过a个的数与另一个素因子不超过b个的数之和"记作"a+b",那么哥氏猜想就是要证明"1+1"成立。从20世纪20年代起,外国和中国的一些数学家先后证明了"9+9""2十3""1+5""l+4"等命题。

1966年,我国年轻的数学家陈景润,在经过多年潜心研究之后,成功地证明了"1+2",也就是"任何一个大偶数都可以表示成一个素数与另一个素因子不超过2个的数之和"。这是迄今为止,这一研究领域最佳的成果,距摘取这颗"数学王冠上的明珠"仅一步之遥,在世界数学界引起了轰动。"1+2"也被誉为陈氏定理。

参考资料:《趣味数学辞典》

哥德巴赫是德国一位中学教师,也是一位著名的数学家,生于1690年,1725年当选为俄国彼得堡科学院院士。1742年,哥德巴赫在教学中发现,每个不小于6的偶数都是两个素数(只能被和它本身整除的数)之和。如6=3+3,12=5+7等等。 1742年6月7日,哥德巴赫写信将这个问题告诉给意大利大数学家欧拉,并请他帮助作出证明。欧拉在6月30日给他的回信中说,他相信这个猜想是正确的,但他不能证明。叙述如此简单的问题,连欧拉这样首屈一指的数学家都不能证明,这个猜想便引起了许多数学家的注意。他们对一个个偶数开始进行验算,一直算到3.3亿,都表明猜想是正确的。但是对于更大的数目,猜想也应是对的,然而不能作出证明。欧拉一直到死也没有对此作出证明。从此,这道著名的数学难题引起了世界上成千上万数学家的注意。200年过去了,没有人证明它。哥德巴赫猜想由此成为数学皇冠上一颗可望不可及的“明珠”。到了20世纪20年代,才有人开始向它靠近。1920年、挪威数学家布爵用一种古老的筛选法证明,得出了一个结论:每一个比大的偶数都可以表示为(99)。这种缩小包围圈的办法很管用,科学家们于是从(9十9)开始,逐步减少每个数里所含质数因子的个数,直到最后使每个数里都是一个质数为止,这样就证明了“哥德巴赫”。 1924年,数学家拉德马哈尔证明了(7+7);1932年,数学家爱斯尔曼证明了(6+6);1938年,数学家布赫斯塔勃证明了(5十5),1940年,他又证明了(4+4);1956年,数学家维诺格拉多夫证明了(3+3);1958年,我国数学家王元证明了(2十3)。随后,我国年轻的数学家陈景润也投入到对哥德巴赫猜想的研究之中,经过10年的刻苦钻研,终于在前人研究的基础上取得重大的突破,率先证明了(l十2)。至此,哥德巴赫猜想只剩下最后一步(1+1)了。陈景润的论文于1973年发表在中国科学院的《科学通报》第17期上,这一成果受到国际数学界的重视,从而使中国的数论研究跃居世界领先地位,陈景润的有关理论被称为“陈氏定理”。1996年3月下旬,当陈景润即将摘下数学王冠上的这颗明珠,“在距离哥德巴赫猜想(1+1)的光辉顶峰只有飓尺之遥时,他却体力不支倒下去了……”在他身后,将会有更多的人去攀登这座高峰。

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