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陳景潤證明的哥德巴赫猜想中的“1+2”,難度究竟有多大?

1742年哥德巴赫提出了這樣的一個猜想:假設1為素數,任一大於5的整數都可寫成三個質數之和。(n>5:當n為偶數,n=2+(n-2),n-2也是偶數,可以分解為兩個質數的和;當n為奇數,n=3+(n-3),n-3也是偶數,可以分解為兩個質數的和)。

陳景潤證明的哥德巴赫猜想中的“1+2”,難度究竟有多大?

但是哥德巴赫自己無法證明它,於是就寫信請教赫赫有名的大數學家尤拉幫忙證明,但是一直到死,尤拉也無法證明。

因為我們現在排除了1作為素數, 所以我們今日常見的猜想陳述為尤拉的版本,即任一大於2的偶數都可寫成兩個素數之和。

陳景潤證明的哥德巴赫猜想中的“1+2”,難度究竟有多大?

20世紀初的時候,有數學家提出了殆素數的證明思路來解決哥德巴赫猜想。殆素數就是素因子個數不多的正整數。現設N是偶數,雖然不能證明N是兩個素數之和,但足以證明它能夠寫成兩個殆素數的和。

也就是首先證明所有偶數都可以寫成兩個數字的總和, 這兩個數字由不超過n和m個素數的乘積組成。因此, 對於任何偶數 n, 我們都有:

N=Pa*Pb*Pc*。。。*Pn+PA*PB*PC*。。。*Pm

例如, 讓N= 56, n = 3, m = 2。我們可以寫56作為三個素數的乘積加上兩個素數的乘積的總和:

56=2*3*5+2*13=30*26

現在, 我們想證明的是, 對所有的偶數N, n和 m都是1;也就是說, 這兩個數字只包含一個素數。當我們證明這點時,猜想將得到證明。也就是說證明了“1+1”那麼就攻克來哥德巴赫猜想。

陳景潤證明的哥德巴赫猜想中的“1+2”,難度究竟有多大?

1919年,挪威數學家布倫首先透過對古希臘學者Eratosthenes的篩法進行改進,證明出了9+9,即“每一個充分大的偶數都可以表示為2個其素因子個數均不超過9的正整數的和”,從而開啟這條路的漫長推進之路。

目前最佳的結果是中國數學家陳景潤於1966年證明的,稱為陳氏定理:“任何充分大的偶數都是一個質數與一個自然數之和,而後者僅僅是兩個質數的乘積。”通常都簡稱這個結果為大偶數可表示為 “1 + 2”的形式。

陳景潤證明的哥德巴赫猜想中的“1+2”,難度究竟有多大?

直到目前為止,哥德巴赫猜想還是停留在“1+2”的階段,陳景潤從“1+3”推進到“1+4”可不是一個簡單的過程,需要運用到新的數學方法,新的數學規律。

以費馬大定律的攻克為例子,為了將這個難題徹底擊破,數學家擴充套件了“無窮遞降法”和虛數的應用;催生出庫默爾的“理想數論”;促成了莫德爾猜想、谷山——志村猜想得證;拓展了群論的應用;加深了橢圓方程的研究;找到了微分幾何在數論上的生長點;發現了伊利瓦金—弗萊切方法與伊娃沙娃理論的結合點。

陳景潤證明的哥德巴赫猜想中的“1+2”,難度究竟有多大?

可以說在解決費馬大定理時催生的新方法、新規律、新工具推動了數學的整體發展和研究,哥德巴赫猜想也是如此。

陳景潤原版論文長達200頁,簡化後依然有長達30頁。在這過程中,陳景潤也用了許多新的數學方法和工具,去證明“1+2”,而這些新的方法和工具,不僅可以適用於哥德巴赫猜想證明之中,還可以運用到其他的數學應用之中,推動了數學家的發展,對其他數學家也有啟迪作用。這也是為什麼會被命名為“陳氏定理”的原因。

陳景潤證明的哥德巴赫猜想中的“1+2”,難度究竟有多大?

陳景潤的工作也被數學界評價為:從篩法的任何方面來說,它都是光輝的頂點

美國學者阿·威爾(A Weil)曾這樣稱讚陳景潤:"陳景潤的每一項工作,都好像是在喜馬拉雅山山巔上行走。"

陳景潤證明的哥德巴赫猜想中的“1+2”,難度究竟有多大?

陳景潤證明的哥德巴赫猜想中的“1+2”,難度究竟有多大?