所有质数的总和正好等于所有数字的总和吗?有何依据?

至艺


很好的问题,但是我认为这个说法是不对的。

所有质数的总和是无穷大。

所有正整数的总和也是无穷大。

但是,这两个无穷大的档次是不一样的。

要理解这个不一样,你需要知道素数定理。

所谓素数定理,简单得说,那就是说素数在正整数中出现的概率不是1,而是对数的倒数:

有了这个素数定理,我们可以大致估计一下全部素数的和。请看下图:

在上面的图片中,你可以看到,全部正整数的和是以n的平方发散的。而全部素数的和是以n的平方再除以n的对数发散的,它们不一样的。也就是说,虽然两个结果都是无穷大,但无穷大的档次有区别。

对于我们老百姓来说,觉得无穷大只有一个。但在数学中,无穷大是有很多不同的品种的。这就好像对外国人来说,我们中国人都差不多,但对于真正懂行的外国人来说,我们中国人差异很大,我们中国人至少有56个民族呢。


潇轩


取决于你怎么定义“和”这个概念。对于两个发散数列,他们的“和”这个概念实际上是未定义的。将加和结果简单叫做“和”是不准确的,因为你还要定义这个结果的大小,以及比较体系(对的,你可以重载一些术语,不代表这些术语就是常见的意思。)。

我们知道自然数(题主所谓的数字,大概是这个意思)的和是-1/12,这个是说的是拉马努金和或解析延拓意义下的“和”,换言之,“和”这个概念被重载了。在解析延拓意义下,对于自然数和,一般我们用 zeta函数定义,然后延拓。如果用类似zeta函数定义全体质数的和,你会发现无法同样的解析延拓求和,也就是全体质数的和在这个意义上不存在。

当然你也可以自己定义一套玩法,把它叫做“和”。只是无论如何,在此处,无穷大不能叫做发散数列的和。或者,你无法用传统的术语赋予新的意义,又回归到传统意义下进行阐述。

就像你可以把锅叫做碗,把碗叫做锅,在你的术语体系,没问题。在你的体系,说“锅比碗小”是正确的,也没问题。但是你重载了这套术语,就不要再用于通常意义。也就是,你不能要求不使用你的术语体系的人承认“锅比碗小”。


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