大师的失误

费马数猜想：大师的失误

1640年，在数论领域留下不可磨灭足迹的费马思考了一个问题：式子的值是否一定为素数。当n取0、1、2、3、4时，这个式子对应值分别为3、5、17、257，费马发现这五个数都是素数。由此，费马提出一个猜想：形如的数一定为素数。在给朋友的一封信中，费马写道：“我已经发现形如的数永远为素数。很久以前我就向分析学家们指出了这个结论是正确的。”费马同时坦白承认，他自己未能找到一个完全的证明。

费马所研究的这种具有美妙形式的数，后人称之为费马数，并用F_n表示。费马当时的猜想相当于说：所有费马数都一定是素数。费马是正确的吗？

进一步验证费马的猜想并不容易。因为随着n的增大，F_n迅速增大。比如对后人来说第一个需要检验的F₅＝4294967297已经是一个十位数了。非常可能的是，由于这一数太大，所以费马在得出自己的猜想时并没有对它进行验证。那么，它到底是否如同费马所相信的那样是一个素数呢？

1729年12月1日，哥德巴赫（哥德巴赫猜想的提出者）在写给欧拉的一封信中问道：“费马认为所有形如＋1的数都是素数，你知道这个问题吗？他说他没能作出证明。据我所知，也没有其他任何人对这个问题作出过证明。”

这个问题吸引了欧拉。1732年，年仅25岁的欧拉在费马死后67年得出F₅＝641×6700417，其中641＝5×2⁷＋1这一结果意味着是一个合数，因此费马的猜想是错的。

在对费马数的研究上，费马这位伟大的数论天才过分看重自己的直觉，轻率地做出了他一生唯一一次错误猜测。更为不幸的是，研究的进展表明费马不但是错的，而且非常可能是大错特错了。

此后人们对更多的费马数进行了研究。随着电子计算机的发展，计算机成为数学家研究费马数的有力工具。但即使如此，在所知的费马数中竟然没有再添加一个费马素数。迄今为止，费马素数除了被费马本人所证实的那五个外竟然没有再发现一个。因此人们开始猜想：在所有的费马数中，除了前五个是素数外，其他的都是合数。如果这一结论被证实，那么对于费马的草率猜想来说，恐怕不会有更为糟糕的结局了。