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要理解这个问题是什么,首先需要知道什么是哥德巴赫猜想。1972年,德国著名数学家克里斯蒂安·歌德巴赫(哥德巴赫)在给朋友欧拉的信中提出了一个问题:
“我发现任何大于5的奇数都是三个质数之和。但这怎么能证明呢?”欧拉的背表达式是:“任何大于2的偶数都是两个质数的和”
其实任何大于5的奇数都可以写成:2N 1=3 2(N-1),其中2(N-1)≥4。如果欧拉表达式为真,那么偶数2N可以写成两个素数之和。所以奇数2N 1是三个素数之和。因此,哥德巴赫猜想可以被证明是有效的。
但作为18世纪最伟大的数学家,即使作为历史上最伟大的数学家,欧拉也没能把哥德巴赫猜想和他的命题证明到死。在他去世后的100多年里,哥德巴赫和欧拉的两个命题统称为哥德巴赫猜想。
世界上几乎所有的数论者都对这个猜想感到茫然。在群论、非欧几何等其他分支快速发展的同时,哥德巴赫猜想却一直在迷宫中打转。20世纪,中国数学家也参与了哥德巴赫猜想的解密。
但是也有很多人被困在大门外。原因很简单,就是因为这个猜想,他在讨论质数的加法。但是,即使是小学生也知道,算术的基本定理告诉我们,素数最重要的功能是乘法。
所以素数的乘法使得哥德巴赫猜想的证明极其困难,容易让人陷入死胡同。20世纪,人们主要试图用数论中的“筛法”和“圆法”来逼近哥德巴赫猜想。因为直接证明哥德巴赫猜想非常罕见,所以他们想用这种迂回的方式来接近它。
1924年,数学家利特伍德和哈代假设广义黎曼猜想是真的。利用圆方法工具,将每个加数固定为一个素数,证明了当一个大于7的奇数最多可以写成三个素数之和。而这就是我们熟悉的所谓“弱哥德巴赫猜想”。
1937年,苏联科学家伊万·马特维耶维奇·维诺格拉多夫利用了上述改进方法。在此基础上,他无条件地证明了这个弱哥德巴赫猜想。他的证明方法是把一个大的奇数n写成三个质数的和。只要能证明这个数总是大于1,就能证明哥德巴赫猜想。
这无疑是一种进步,但这种进步将止于此。在接下来的二三十年里,哥德巴赫猜想在世界上没有任何进展。直到1966年,我国著名数学家陈景润完成了他著名的“1 2”证明初稿。
经过十年的不断打磨,1973年,他终于发布了自己的报告。同年,徐迟发表的一篇名为《哥德巴赫猜想》的报告文学,也让陈景润的名字传遍了中国。可以说,此时陈景润所证明的,离哥德巴赫“1 1”猜想只剩下一层薄膜的数学界。
那么陈景润用什么方法证明了这个“1 2”?事实上,他实际上使用了一种改进的筛选方法——线性筛选法。也就是说,在对所有数字进行加权后,我们可以得到一个令人满意的估计。他证明的两个最重要的条件是线性筛法中的尤尔卡-里歇特定理和大筛法中的邦比里-维诺格拉多夫定理。
利用这些数学工具,陈景润能够完成一个类似“弱哥德巴赫猜想”的估计。他用方法number > 0以“1 2”的形式写了一个数(足够大),证明了所有的数(足够大)都可以写成“1 2”。于是,一个定理就形成了,这就变成了陈定理:
“任何足够大的偶数都是一个素数和一个自然数的和,而后者最多只是两个素数的乘积。这个结果通常被称为(1 2)。”
可以说,此时的陈景润是这个时代最接近哥德巴赫猜想“1 1”的人,甚至被往后推了十几年、几十年。
总结
可以说,陈景润先生的成功让无数中国人知道了有这样一位数学家,也让无数中国人把著名的数学题哥德巴赫猜想放在了心里。他引起了我们国人对数学的兴趣,无数人都想成为陈景润中的第二。然而,在那些日子里,有人说:
“陈景润的证书被美国人用来制造航天飞机,可惜我们不知道怎么用。”
但现在,正是因为陈景润先生的影响。中国的基础学科开始慢慢发展,中国逐渐成为数学强国。这一点从1985年中国第一次参加国际数学奥林匹克就可以看出来,当时有35个IMO圈子,中国获得了第20个世界冠军。在上个世纪,我们再也不会说了!
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