五个著名的数学定理上的黎曼猜想为什么不是定理?而只是猜想

数学史目录:
08级19班&&&
高一19朱凌峰
高一16刘通
20世纪早期,德国数学家希尔伯特曾说,如果他在死后醒来,他将问的第一个问题便是:黎曼猜想得到证明了吗?然而,时间的脚步走到100年后的今天,黎曼猜想仍然没有将被解决的迹象。2000年5月24日,美国克雷(Clay)数学研究所公布了7个千禧数学问题。每个问题的奖金均为100万美元。黎曼猜想便位列其中。
你肯定想知道,黎曼猜想是什么?且听我为你道来。
我们已经知道,有些数除了1和自身外不能被其他数整除
,如2、3、5、7、11等,这些数即为素数(或质数)。它
们在纯数学及其应用中都起着重要作用。在所有自然数中,
这种素数的分布并未发现遵循任何有规则的模式。然而,
复变函数论的奠基人黎曼观察到,素数的频率紧密相关于一
个精心构造的所谓黎曼蔡塔函数z(s)的性态。著名的黎曼假
设断言,方程z(s)=0的所有有意义的解都在一条直线上。
这点已经对于开始的1,500,000,000个解验证过。证明它对
于每一个有意义的解都成立将为围绕素数分布的许多奥秘
带来光明。&
在证明素数定理的过程中,黎曼提出了一个论断:
Zeta函数的零点都在直线Res(s)
= 1/2上。他在
作了一番努力而未能证明后便放弃了,因为这对他证明素数定理影响不大。但这一问题至今仍然未能解决,甚至于比此假设简单的猜想也未能获证。而函数论和解析数论中的很多问题都依赖于黎曼假设。在代数数论中的广义黎曼假设更是影响深远。若能证明黎曼假设,则可带动许多问题的解决。
黎曼猜想能否被证明或推翻?这个悬而未决的世界难题一旦被解决,将对解析数论乃至于整个数学界的发展产生深远影响。但是,如果事情进展得不顺利,恐怕希尔伯特得再等上100年了。
附:黎曼(Georg&Friedrich&Bernhard&Riemann&1826―1866)生平简介
1826年9月17日,黎曼生于德国北部汉诺威的布雷塞伦茨村,父亲是一个乡村的穷苦牧师。他六岁开始上学,14岁进入大学预科学习,19岁按其父亲的意愿进入哥廷根大学攻读哲学和神学,以便将来继承父志也当一名牧师。
由于从小酷爱数学,黎曼在学习哲学和神学的同时也听些数学课。当时的哥廷根大学是世界数学的中心之一,―些著名的数学家如高斯、韦伯、斯特尔都在校执教。黎曼被这里的数学教学和数学研究的气氛所感染,决定放弃神学,专攻数学。
1847年,黎曼转到柏林大学学习,成为雅可比、狄利克莱、施泰纳、艾森斯坦的学生。1849年重回哥丁很大学攻读博士学位,成为高斯晚年的学生。
&&&&l851年,黎曼获得数学博士学位;l854年被聘为哥廷根大学的编外讲师;1857年晋升为副教授;1859年接替去世的狄利克雷被聘为教授。
&&&&因长年的贫困和劳累,黎曼在1862年婚后不到一个月就开始患胸膜炎和肺结核,其后四年的大部分时间在意大利治病疗养。1866年7月20日病逝于意大利,终年39岁。
黎曼是世界数学史上最具独创精神的数学家之一。黎曼的著作不多,但却异常深刻,极富于对概念的创造与想象。黎曼在其短暂的一生中为数学的众多领域作了许多奠基性、创造性的工作,为世界数学建立了丰功伟绩。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& (高一16刘通&
提供部分资料来源:百度百科)十万亿个证据不如一个证明——猜猜黎曼猜想的命运
研究。那么,发现这一切的人是谁呢?是黎曼的一位同胞:德国数学家西格尔。为了从天书般的黎曼手稿中&出土&公式,西格尔付出了艰辛的 努力。为了表彰他的努力,人们将这一计算黎曼ζ函数非平凡零点的新方法称为黎曼-西格尔公式。
2黎曼-西格尔公式的&出土&大大推进了零点计算。在短短几年间,数学家们就把零点计算推进了一个数量级,达到了1000个以上的零点。可惜随后爆发 的第二次世界大战中断了零点计算,但战后计算机技术的发展,又使得零点计算呈现出了井喷的势头:从1956年到1969年的十几年间,被计算出的零点数目 又推进了好几个数量级,从25,000个零点推进到了3,500,000(350万)个。当然,所有这些零点无一例外地位于黎曼猜想所预言的临界线上(说到这里顺便提醒读者一下,我们这里及下文所说的零点计算除早期那些小规模计算外,大都只是验证零点是否在临界线上,而并不计算它们的具体数值)。
西格尔验证了350万个零点全部位于临界线上无疑大大增强了数学家们对黎曼猜想的信心。不过,不相信的也还是大有人在。比如德国普朗克数学研究所的一位名 叫查基尔的数学家对这种验证就不以为然。在他看来,区区350万个零点根本不说明问题。他的这种不以为然很快遇到了对手:一位对黎曼猜想深信不疑的铁杆 &粉丝&。这位&粉丝&名叫蓬皮埃利,是著名的意大利数学家。两人一个疑心重重、一个深信不疑,谁也不服谁。怎么办呢?查基尔提议打赌。说起来,其实查基 尔对黎曼猜想倒也并非全然不信,也并不轻视对零点的数值计算,只是他觉得350万个零点实在太少了,不足以让他信服。那么,要计算多少个零点才能让他信服 呢?他开出的数目是三亿。于是两人就以这个数目为限订下了赌约:如果黎曼猜想在前三亿个零点中出现反例,就算查基尔获胜;如果黎曼猜想被证明,或者虽然没 被证明,但在前三亿个零点中没有出现反例,则算蓬皮埃利获胜。赌注为两瓶葡萄酒。初看起来,相对于已经计算出的350万个零点来说,查基尔的三亿个零点简直就是&狮子大开口&,查基尔自己也估计这个赌局也许要花上三十年的时间才 能分出胜负。可是他显然跟那个时代的多数其他人一样,大大低估了计算机技术的发展速度。事实上,离赌局设立还不到十年,1979年,零点计算就被推进到了 8,100万个。不久之后,又被推进到了两亿个,距离赌局的终结只剩下了一步之遥,而形势则对查基尔极为不利&&因为那两亿个零点全都位于临界线上。不过,计算出那两亿个零点的数学家对查基尔的赌局一无所知,在计算完两亿个零点后就停了下来,这一点让查基尔大大地松了一口气。可惜,他这口气没能 松太久,因为他的一位朋友恰好访问了那位数学家,不仅赌局之事告诉了后者,还进行了一番鼓动。后者一听零点计算还有这么重大的意义,就立刻展开了新的计 算,一鼓作气推进到了三亿个零点&&当然,黎曼猜想岿然不动。查基尔输了,他兑现诺言买来了两瓶葡萄酒。蓬皮埃利当场打开其中一瓶与他共饮。他们喝掉的这瓶葡萄酒用查基尔的话说,是世界上被喝掉的最昂贵的葡萄 酒,因为正是为了以它为赌注的这个赌局,数学家们特意多计算了一亿个零点,为此花费了七十万美元的计算经费。也就是说,被他们喝掉的这瓶葡萄酒是用三十五 万美元的经费换来的!喝完了这瓶葡萄酒,查基尔从此也对黎曼猜想深信不疑了。在查基尔和蓬皮埃利的赌局之后,像查基尔那样看重零点计算、以此决定自己对黎曼猜想信任度的数学家越来越少了;像验证三亿个零点那样愿意把巨额经费投入到零点计算中的人也越来越少了。不过对零点的计算并没有就此终止。2001年,一位名叫魏德涅夫斯基的德国研究者创立了一种崭新的计算模式:
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品评校花校草,体验校园广场黎曼猜想的具体内容是什么?
20世纪早期,德国数学家希尔伯特曾说,如果他在沉睡1000年后醒来,他将问的第一个问题便是:黎曼猜想得到证明了吗?现在100多年过去了,这个问题至今仍没答案。黎曼猜想将在所谓的黎曼zeta函数基础上对零分配。该猜想已被美国克雷数学研究所列为世界黄金问题之一,能证明或证伪该猜想的人将会获得100万美元的奖金。你能说出黎曼猜想的详细内容以及研究进程吗?
09-01-29 &
当年徐迟的一篇报告文学,中国人知道了陈景润和歌德巴赫猜想。  那么,什么是歌德巴赫猜想呢?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。公元日哥德巴赫写信给当时的大数学家欧拉,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。从哥德巴赫提出这个猜想至今,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&。 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。    到了20世纪20年代,才有人开始向它靠近。1920年挪威数学家布朗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猜想。    目前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。    在陈景润之前,关於偶数可表示为 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30多年里,人们对哥德巴赫猜想猜想的进一步研究,均劳而无功。    布朗筛法的思路是这样的:即任一偶数(自然数)可以写为2n,这里n是一个自然数,2n可以表示为n个不同形式的一对自然数之和: 2n=1+(2n-1)=2+(2n-2)=3+(2n-3)=…=n+n  在筛去不适合哥德巴赫猜想结论的所有那些自然数对之后(例如1和2n-1;2i和(2n-2i),i=1,2,…;3j和(2n-3j),j=2,3,…;等等),如果能够证明至少还有一对自然数未被筛去,例如记其中的一对为p1和p2,那么p1和p2都是素数,即得n=p1+p2,这样哥德巴赫猜想就被证明了。前一部分的叙述是很自然的想法。关键就是要证明'至少还有一对自然数未被筛去'。目前世界上谁都未能对这一部分加以证明。要能证明,这个猜想也就解决了。    然而,因大偶数n(不小于6)等于其对应的奇数数列(首为3,尾为n-3)首尾挨次搭配相加的奇数之和。故根据该奇数之和以相关类型质数+质数(1+1)或质数+合数(1+2)(含合数+质数2+1或合数+合数2+2)(注:1+2 或 2+1 同属质数+合数类型)在参与无限次的&类别组合&时,所有可发生的种种有关联系即1+1或1+2完全一致的出现,1+1与1+2的交叉出现(不完全一致的出现),同2+1或2+2的&完全一致&,2+1与2+2的&不完全一致&等情况的排列组合所形成的各有关联系,就可导出的&类别组合&为1+1,1+1与1+2和2+2,1+1与1+2,1+2与2+2,1+1与2+2,1+2等六种方式。因为其中的1+2与2+2,1+2 两种&类别组合&方式不含1+1。所以1+1没有覆盖所有可形成的&类别组合&方式,即其存在是有交替的,至此,若可将1+2与2+2,以及1+2两种方式的存在排除,则1+1得证,反之,则1+1不成立得证。然而事实却是:1+2 与2+2,以及1+2(或至少有一种)是陈氏定理中(任何一个充分大的偶数都可以表示为两个素数的和,或一个素数与两个素数乘积的和),所揭示的某些规律(如1+2的存在而同时有1+1缺失的情况)存在的基础根据。所以1+2与2+2,以及1+2(或至少有一种)&类别组合&方式是确定的,客观的,也即是不可排除的。所以1+1成立是不可能的。这就彻底论证了布朗筛法不能证&1+1&。    由于素数本身的分布呈现无序性的变化,素数对的变化同偶数值的增长二者之间不存在简单正比例关系,偶数值增大时素数对值忽高忽低。能通过数学关系式把素数对的变化同偶数的变化联系起来吗?不能!偶数值与其素数对值之间的关系没有数量规律可循。二百多年来,人们的努力证明了这一点,最后选择放弃,另找途径。于是出现了用别的方法来证明歌德巴赫猜想的人们,他们的努力,只使数学的某些领域得到进步,而对歌德巴赫猜想证明没有一点作用。    歌德巴赫猜想本质是一个偶数与其素数对关系,表达一个偶数与其素数对关系的数学表达式,是不存在的。它可以从实践上证实,但逻辑上无法解决个别偶数与全部偶数的矛盾。个别如何等于一般呢?个别和一般在质上同一,量上对立。矛盾永远存在。歌德巴赫猜想是永远无法从理论上,逻辑上证明的数学结论。    “用当代语言来叙述,哥德巴赫猜想有两个内容,第一部分叫做奇数的猜想,第二部分叫做偶数的猜想。奇数的猜想指出,任何一个大于等于7的奇数都是三个素数的和。偶数的猜想是说,大于等于4的偶数一定是两个素数的和。”(引自《哥德巴赫猜想与潘承洞》)    关于歌德巴赫猜想的难度我就不想再说什么了,我要说一下为什么现代数学界对歌德巴赫猜想的兴趣不大,以及为什么中国有很多所谓的民间数学家对歌德巴赫猜想研究兴趣很大。    事实上,在1900年,伟大的数学家希尔伯特在世界数学家大会上作了一篇报告,提出了23个挑战性的问题。歌德巴赫猜想是第八个问题的一个子问题,这个问题还包含了黎曼猜想和孪生素数猜想。现代数学界中普遍认为最有价值的是广义黎曼猜想,若黎曼猜想成立,很多问题就都有了答案,而歌德巴赫猜想和孪生素数猜想相对来说比较孤立,若单纯的解决了这两个问题,对其他问题的解决意义不是很大。所以数学家倾向于在解决其它的更有价值的问题的同时,发现一些新的理论或新的工具,“顺便”解决歌德巴赫猜想。  例如:一个很有意义的问题是:素数的公式。若这个问题解决,关于素数的问题应该说就不是什么问题了。    为什么民间数学家们如此醉心于哥猜,而不关心黎曼猜想之类的更有意义的问题呢?    一个重要的原因就是,黎曼猜想对于没有学过数学的人来说,想读明白是什么意思都很困难。而歌德巴赫猜想对于小学生来说都能读懂。    数学界普遍认为,这两个问题的难度不相上下。    民间数学家解决歌德巴赫猜想大多是在用初等数学来解决问题,一般认为,初等数学无法解决歌德巴赫猜想。退一步讲,即使那天有一个牛人,在初等数学框架下解决了歌德巴赫猜想,有什么意义呢?这样解决,恐怕和做了一道数学课的习题的意义差不多了。    当年柏努力兄弟向数学界提出挑战,提出了最速降线的问题。牛顿用非凡的微积分技巧解出了最速降线方程,约翰·柏努力用光学的办法巧妙的也解出最速降线方程,雅克布·柏努力用比较麻烦的办法解决了这个问题。虽然雅克布的方法最复杂,但是在他的方法上发展出了解决这类问题的普遍办法——变分法。现在来看,雅克布的方法是最有意义和价值的。    同样,当年希尔伯特曾经宣称自己解决了费尔马大定理,但却不公布自己的方法。别人问他为什么,他回答说:“这是一只下金蛋的鸡,我为什么要杀掉它?”的确,在解决费尔马大定理的历程中,很多有用的数学工具得到了进一步发展,如椭圆曲线、模形式等。    所以,现代数学界在努力的研究新的工具,新的方法,期待着歌德巴赫猜想这个“下金蛋的鸡”能够催生出更多的理论和工具。        附:黎曼猜想:  黎曼ζ函数的非平凡零点的实部都为1/2。  关于黎曼猜想更详细的请查阅 维基百科
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当年徐迟的一篇报告文学,中国人知道了陈景润和歌德巴赫猜想。  那么,什么是歌德巴赫猜想呢?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。公元日哥德巴赫写信给当时的大数学家欧拉,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。从哥德巴赫提出这个猜想至今,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&。 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。    到了20世纪20年代,才有人开始向它靠近。1920年挪威数学家布朗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猜想。    目前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。    在陈景润之前,关於偶数可表示为 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30多年里,人们对哥德巴赫猜想猜想的进一步研究,均劳而无功。    布朗筛法的思路是这样的:即任一偶数(自然数)可以写为2n,这里n是一个自然数,2n可以表示为n个不同形式的一对自然数之和: 2n=1+(2n-1)=2+(2n-2)=3+(2n-3)=…=n+n  在筛去不适合哥德巴赫猜想结论的所有那些自然数对之后(例如1和2n-1;2i和(2n-2i),i=1,2,…;3j和(2n-3j),j=2,3,…;等等),如果能够证明至少还有一对自然数未被筛去,例如记其中的一对为p1和p2,那么p1和p2都是素数,即得n=p1+p2,这样哥德巴赫猜想就被证明了。前一部分的叙述是很自然的想法。关键就是要证明'至少还有一对自然数未被筛去'。目前世界上谁都未能对这一部分加以证明。要能证明,这个猜想也就解决了。    然而,因大偶数n(不小于6)等于其对应的奇数数列(首为3,尾为n-3)首尾挨次搭配相加的奇数之和。故根据该奇数之和以相关类型质数+质数(1+1)或质数+合数(1+2)(含合数+质数2+1或合数+合数2+2)(注:1+2 或 2+1 同属质数+合数类型)在参与无限次的&类别组合&时,所有可发生的种种有关联系即1+1或1+2完全一致的出现,1+1与1+2的交叉出现(不完全一致的出现),同2+1或2+2的&完全一致&,2+1与2+2的&不完全一致&等情况的排列组合所形成的各有关联系,就可导出的&类别组合&为1+1,1+1与1+2和2+2,1+1与1+2,1+2与2+2,1+1与2+2,1+2等六种方式。因为其中的1+2与2+2,1+2 两种&类别组合&方式不含1+1。所以1+1没有覆盖所有可形成的&类别组合&方式,即其存在是有交替的,至此,若可将1+2与2+2,以及1+2两种方式的存在排除,则1+1得证,反之,则1+1不成立得证。然而事实却是:1+2 与2+2,以及1+2(或至少有一种)是陈氏定理中(任何一个充分大的偶数都可以表示为两个素数的和,或一个素数与两个素数乘积的和),所揭示的某些规律(如1+2的存在而同时有1+1缺失的情况)存在的基础根据。所以1+2与2+2,以及1+2(或至少有一种)&类别组合&方式是确定的,客观的,也即是不可排除的。所以1+1成立是不可能的。这就彻底论证了布朗筛法不能证&1+1&。    由于素数本身的分布呈现无序性的变化,素数对的变化同偶数值的增长二者之间不存在简单正比例关系,偶数值增大时素数对值忽高忽低。能通过数学关系式把素数对的变化同偶数的变化联系起来吗?不能!偶数值与其素数对值之间的关系没有数量规律可循。二百多年来,人们的努力证明了这一点,最后选择放弃,另找途径。于是出现了用别的方法来证明歌德巴赫猜想的人们,他们的努力,只使数学的某些领域得到进步,而对歌德巴赫猜想证明没有一点作用。    歌德巴赫猜想本质是一个偶数与其素数对关系,表达一个偶数与其素数对关系的数学表达式,是不存在的。它可以从实践上证实,但逻辑上无法解决个别偶数与全部偶数的矛盾。个别如何等于一般呢?个别和一般在质上同一,量上对立。矛盾永远存在。歌德巴赫猜想是永远无法从理论上,逻辑上证明的数学结论。    “用当代语言来叙述,哥德巴赫猜想有两个内容,第一部分叫做奇数的猜想,第二部分叫做偶数的猜想。奇数的猜想指出,任何一个大于等于7的奇数都是三个素数的和。偶数的猜想是说,大于等于4的偶数一定是两个素数的和。”(引自《哥德巴赫猜想与潘承洞》)    关于歌德巴赫猜想的难度我就不想再说什么了,我要说一下为什么现代数学界对歌德巴赫猜想的兴趣不大,以及为什么中国有很多所谓的民间数学家对歌德巴赫猜想研究兴趣很大。    事实上,在1900年,伟大的数学家希尔伯特在世界数学家大会上作了一篇报告,提出了23个挑战性的问题。歌德巴赫猜想是第八个问题的一个子问题,这个问题还包含了黎曼猜想和孪生素数猜想。现代数学界中普遍认为最有价值的是广义黎曼猜想,若黎曼猜想成立,很多问题就都有了答案,而歌德巴赫猜想和孪生素数猜想相对来说比较孤立,若单纯的解决了这两个问题,对其他问题的解决意义不是很大。所以数学家倾向于在解决其它的更有价值的问题的同时,发现一些新的理论或新的工具,“顺便”解决歌德巴赫猜想。  例如:一个很有意义的问题是:素数的公式。若这个问题解决,关于素数的问题应该说就不是什么问题了。    为什么民间数学家们如此醉心于哥猜,而不关心黎曼猜想之类的更有意义的问题呢?    一个重要的原因就是,黎曼猜想对于没有学过数学的人来说,想读明白是什么意思都很困难。而歌德巴赫猜想对于小学生来说都能读懂。    数学界普遍认为,这两个问题的难度不相上下。    民间数学家解决歌德巴赫猜想大多是在用初等数学来解决问题,一般认为,初等数学无法解决歌德巴赫猜想。退一步讲,即使那天有一个牛人,在初等数学框架下解决了歌德巴赫猜想,有什么意义呢?这样解决,恐怕和做了一道数学课的习题的意义差不多了。    当年柏努力兄弟向数学界提出挑战,提出了最速降线的问题。牛顿用非凡的微积分技巧解出了最速降线方程,约翰·柏努力用光学的办法巧妙的也解出最速降线方程,雅克布·柏努力用比较麻烦的办法解决了这个问题。虽然雅克布的方法最复杂,但是在他的方法上发展出了解决这类问题的普遍办法——变分法。现在来看,雅克布的方法是最有意义和价值的。    同样,当年希尔伯特曾经宣称自己解决了费尔马大定理,但却不公布自己的方法。别人问他为什么,他回答说:“这是一只下金蛋的鸡,我为什么要杀掉它?”的确,在解决费尔马大定理的历程中,很多有用的数学工具得到了进一步发展,如椭圆曲线、模形式等。    所以,现代数学界在努力的研究新的工具,新的方法,期待着歌德巴赫猜想这个“下金蛋的鸡”能够催生出更多的理论和工具。        附:黎曼猜想:  黎曼ζ函数的非平凡零点的实部都为1/2。  关于黎曼猜想更详细的请查阅 维基百科
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有些数具有不能表示为两个更小的数的乘积的特殊性质,例如,2,3,5,7,等等。这样的数称为素数;它们在纯数学及其应用中都起着重要作用。在所有自然数中,这种素数的分布并不遵循任何有规则的模式;然而,德国数学家黎曼()观察到,素数的频率紧密相关于一个精心构造的所谓黎曼蔡塔函数z(s)的性态。著名的黎曼假设断言,方程z(s)=0的所有有意义的解都在一条直线上。这点已经对于开始的1,500,000,000个解验证过。证明它对于每一个有意义的解都成立将为围绕素数分布的许多奥秘带来光明。   在证明素数定理的过程中,黎曼提出了一个论断:Zeta函数的零点都在直线Res(s) = 1/2上。他在作了一番努力而未能证明后便放弃了,因为这对他证明素数定理影响不大。但这一问题至今仍然未能解决,甚至于比此假设简单的猜想也未能获证。而函数论和解析数论中的很多问题都依赖于黎曼假设。在代数数论中的广义黎曼假设更是影响深远。若能证明黎曼假设,则可带动许多问题的解决。
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当年徐迟的一篇报告文学,中国人知道了陈景润和歌德巴赫猜想。 那么,什么是歌德巴赫猜想呢? 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。公元日哥德巴赫写信给当时的大数学家欧拉,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。从哥德巴赫提出这个猜想至今,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&。 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。 到了20世纪20年代,才有人开始向它靠近。1920年挪威数学家布朗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猜想。 目前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。 在陈景润之前,关於偶数可表示为 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30多年里,人们对哥德巴赫猜想猜想的进一步研究,均劳而无功。 布朗筛法的思路是这样的:即任一偶数(自然数)可以写为2n,这里n是一个自然数,2n可以表示为n个不同形式的一对自然数之和: 2n=1+(2n-1)=2+(2n-2)=3+(2n-3)=…=n+n 在筛去不适合哥德巴赫猜想结论的所有那些自然数对之后(例如1和2n-1;2i和(2n-2i),i=1,2,…;3j和(2n-3j),j=2,3,…;等等),如果能够证明至少还有一对自然数未被筛去,例如记其中的一对为p1和p2,那么p1和p2都是素数,即得n=p1+p2,这样哥德巴赫猜想就被证明了。前一部分的叙述是很自然的想法。关键就是要证明'至少还有一对自然数未被筛去'。目前世界上谁都未能对这一部分加以证明。要能证明,这个猜想也就解决了。 然而,因大偶数n(不小于6)等于其对应的奇数数列(首为3,尾为n-3)首尾挨次搭配相加的奇数之和。故根据该奇数之和以相关类型质数+质数(1+1)或质数+合数(1+2)(含合数+质数2+1或合数+合数2+2)(注:1+2 或 2+1 同属质数+合数类型)在参与无限次的&类别组合&时,所有可发生的种种有关联系即1+1或1+2完全一致的出现,1+1与1+2的交叉出现(不完全一致的出现),同2+1或2+2的&完全一致&,2+1与2+2的&不完全一致&等情况的排列组合所形成的各有关联系,就可导出的&类别组合&为1+1,1+1与1+2和2+2,1+1与1+2,1+2与2+2,1+1与2+2,1+2等六种方式。因为其中的1+2与2+2,1+2 两种&类别组合&方式不含1+1。所以1+1没有覆盖所有可形成的&类别组合&方式,即其存在是有交替的,至此,若可将1+2与2+2,以及1+2两种方式的存在排除,则1+1得证,反之,则1+1不成立得证。然而事实却是:1+2 与2+2,以及1+2(或至少有一种)是陈氏定理中(任何一个充分大的偶数都可以表示为两个素数的和,或一个素数与两个素数乘积的和),所揭示的某些规律(如1+2的存在而同时有1+1缺失的情况)存在的基础根据。所以1+2与2+2,以及1+2(或至少有一种)&类别组合&方式是确定的,客观的,也即是不可排除的。所以1+1成立是不可能的。这就彻底论证了布朗筛法不能证&1+1&。 由于素数本身的分布呈现无序性的变化,素数对的变化同偶数值的增长二者之间不存在简单正比例关系,偶数值增大时素数对值忽高忽低。能通过数学关系式把素数对的变化同偶数的变
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