5 数学皇冠上的明珠——哥德巴赫猜想
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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1和它本身整除的数)之和。如6=3+3,12=5+7,等等。
歌德巴赫猜想是德国数学家哥德巴赫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。
哥德巴赫在信中提出了以下的猜想:
(1)任何一个≥6的偶数,都可以表示成两个奇质数之和。
(2)任何一个≥9的奇数,都可以表示成三个奇质数之和。
今日常见的猜想陈述为欧拉的版本,即任一大于2的偶数都可写成两个素数之和,也称为“强哥德巴赫猜想”或“关于偶数的哥德巴赫猜想”。
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陈氏定理
哥德巴赫猜想提出来后,这一著名的数学难题引起了世界上成千上万数学家的注意。但是,200年过去了,没有人能证明它。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”。
人们对哥德巴赫猜想难题的热情,历经两百多年而不衰。世界上许许多多的数学工作者,殚精竭虑,费尽心机,然而至今仍不得其解。
1920年挪威数学家布朗用一种古老的筛选法证明,缩小了这个问题的包围圈,自此科学家们从(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,这样就证明了哥德巴赫猜想。
但到目前为止,最佳的结果是中国数学家陈景润于1966年证明的,称为陈氏定理:“任何充分大的偶数都是一个质数与一个自然数之和,而后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。从关于偶数的哥德巴赫猜想,可推出:任一大于7的奇数都可写成三个质数之和。后者称为“弱哥德巴赫猜想”或“关于奇数的哥德巴赫猜想”。
挪威数学家布朗
如果关于偶数的哥德巴赫猜想是对的,那么关于奇数的哥德巴赫猜想也会是对的。弱哥德巴赫猜想尚未完全解决,但1937年时前苏联数学家维诺格拉多夫已经证明充分大的奇质数都能写成三个质数的和,也称为“哥德巴赫-维诺格拉多夫定理”或“三素数定理”,数学家认为弱哥德巴赫猜想已基本解决。
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,意大利的蕾西先后证明了“5+7”“4+9”“3+15”和“2+366”。
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”。
1948年,匈牙利的瑞尼证明了“1+c”,其中c是一个很大的自然数。
1956年,中国的王元证明了“3+4”。
中国数学家王元
1957年,中国的王元先后证明了“3+3”和“2+3”。
1962年,中国的潘承洞和苏联的巴尔巴恩证明了“1+5”,中国的王元证明了“1+4”。
1965年,苏联的布赫夕太勃和小维诺格拉多夫及意大利的朋比利证明了“1+3”。
1966年,中国的陈景润证明了“1+2”。
从1920年布朗证明“9+9”到1966年陈景润攻下“1+2”,历经46年。自“陈氏定理”诞生至今的40多年里,人们对哥德巴赫猜想的进一步研究,均劳而无功。
中国著名数学家陈景润
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彼得堡科学院
彼得堡科学院是俄国最早的科学研究机构,是世界著名综合类大学,是世界最优秀的大学之一。1725年正式成立,定名科学院,并拟定科学院章程。章程强调科学院的理论研究任务应对解决与国家实际利益有密切关系的问题作出贡献,有大量政府高级官员也毕业于该校。该校还设有许多著名的博物馆、图书馆、档案馆等文化设施,现有各类在校大学生近2万人,研究生1500多人,外国留学生1000多人。
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