2020年盤點科學界有哪些著名的猜想,你知道有幾條?

科學界著名的猜想:
一、四色猜想
世界近代三大數學難題之一。四色猜想的提出來自英國。1852年,畢業於倫敦大學的弗南西斯.格思裡來到一家科研單位搞地圖著色工作時,發現了一種有趣的現象:“看來,每幅地圖都可以用四種顏色著色,使得有共同邊界的國家著上不同的顏色。”這個結論能不能從數學上加以嚴格證明呢?他和在大學讀書的弟弟格里斯決心試一試。兄弟二人為證明這一問題而使用的稿紙已經堆了一大疊,可是研究工作沒有進展。

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1852年10月23日,他的弟弟就這個問題的證明請教他的老師、著名數學家德.摩爾根,摩爾根也沒有能找到解決這個問題的途徑,於是寫信向自己的好友、著名數學家哈密爾頓爵士請教。哈密爾頓接到摩爾根的信後,對四色問題進行論證。但直到1865年哈密爾頓逝世為止,問題也沒有能夠解決。
1872年,英國當時最著名的數學家凱利正式向倫敦數學學會提出了這個問題,於是四色猜想成了世界數學界關注的問題。世界上許多一流的數學家都紛紛參加了四色猜想的大會戰。1878~1880年兩年間,著名的律師兼數學家肯普和泰勒兩人分別提交了證明四色猜想的論文,宣佈證明了四色定理,大家都認為四色猜想從此也就解決了。
11年後,即1890年,數學家赫伍德以自己的精確計算指出肯普的證明是錯誤的。不久,泰勒的證明也被人們否定了。後來,越來越多的數學家雖然對此絞盡腦汁,但一無所獲。於是,人們開始認識到,這個貌似容易的題目,其實是一個可與費馬猜想相媲美的難題:先輩數學大師們的努力,為後世的數學家揭示四色猜想之謎鋪平了道路。

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進入20世紀以來,科學家們對四色猜想的證明基本上是按照肯普的想法在進行。1913年,伯克霍夫在肯普的基礎上引進了一些新技巧,美國數學家富蘭克林於1939年證明了22國以下的地圖都可以用四色著色。1950年,有人從22國推進到35國。1960年,有人又證明了39國以下的地圖可以只用四種顏色著色;隨後又推進到了50國。看來這種推進仍然十分緩慢。電子計算機問世以後,由於演算速度迅速提高,加之人機對話的出現,大大加快了對四色猜想證明的進程。1976年,美國數學家阿佩爾與哈肯在美國伊利諾斯大學的兩臺不同的電子計算機上,用了1200個小時,作了100億判斷,終於完成了四色定理的證明。四色猜想的計算機證明,轟動了世界。它不僅解決了一個歷時100多年的難題,而且有可能成為數學史上一系列新思維的起點。不過也有不少數學家並不滿足於計算機取得的成就,他們還在尋找一種簡捷明快的書面證明方法。


二、哥德巴赫猜想
世界近代三大數學難題之一。哥德巴赫是德國一位中學教師,也是一位著名的數學家,生於1690年,1725年當選為俄國彼得堡科學院院士。1742年,哥德巴赫在教學中發現,每個不小於6的偶數都是兩個素數(只能被和它本身整除的數)之和。如6=3+3,12=5+7等等。
公元1742年6月7日哥德巴赫(Goldbach)寫信給當時的大數學家歐拉(Euler),提出了以下的猜想:
(a) 任何一個>=6之偶數,都可以表示成兩個奇質數之和。
(b) 任何一個>=9之奇數,都可以表示成三個奇質數之和。
這就是著名的哥德巴赫猜想。歐拉在6月30日給他的回信中說,他相信這個猜想是正確的,但他不能證明。敘述如此簡單的問題,連歐拉這樣首屈一指的數學家都不能證明,這個猜想便引起了許多數學家的注意。從費馬提出這個猜想至今,許多數學家都不斷努力想攻克它,但都沒有成功。當然曾經有人作了些具體的驗證工作,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。有人對33×108以內且大過6之偶數一一進行驗算,哥德巴赫猜想(a)都成立。但驗格的數學證明尚待數學家的努力。
從此,這道著名的數學難題引起了世界上成千上萬數學家的注意。200年過去了,沒有人證明它。哥德巴赫猜想由此成為數學皇冠上一顆可望不可及的“明珠”。到了20世紀20年代,才有人開始向它靠近。1920年、挪威數學家布爵用一種古老的篩選法證明,得出了一個結論:每一個比大的偶數都可以表示為(99)。這種縮小包圍圈的辦法很管用,科學家們於是從(9十9)開始,逐步減少每個數里所含質數因子的個數,直到最後使每個數里都是一個質數為止,這樣就證明了“哥德巴赫”。

目前最佳的結果是中國數學家陳景潤於1966年證明的,稱為陳氏定理(Chen‘s Theorem) ? “任何充份大的偶數都是一個質數與一個自然數之和,而後者僅僅是兩個質數的乘積。” 通常都簡稱這個結果為大偶數可表示為 “1 + 2 ”的形式。
在陳景潤之前,關於偶數可表示為 s個質數的乘積 與t個質數的乘積之和(簡稱“s + t ”問題)之進展情況如下:
1920年,挪威的布朗(Brun)證明了 “9 + 9 ”。
1924年,德國的拉特馬赫(Rademacher)證明了“7 + 7 ”。
1932年,英國的埃斯特曼(Estermann)證明了 “6 + 6 ”。
1937年,意大利的蕾西(Ricei)先後證明了“5 + 7 ”, “4 + 9 ”, “3 + 15 ”和“2 + 366。
1938年,蘇聯的布赫 夕太勃(Byxwrao)證明了“5 + 5 ”。
1940年,蘇聯的布赫 夕太勃(Byxwrao)證明了 “4 + 4 ”。
1948年,匈牙利的瑞尼(Renyi)證明了“1 + c ”,其中c是一很大的自然 數。
1956年,中國的王元證明了 “3 + 4 ”。
1957年,中國的王元先後證明了 “3 + 3 ”和 “2 + 3 ”。
1962年,中國的潘承洞和蘇聯的巴爾巴恩(BapoaH)證明了 “1 + 5 ”, 中國的王元證明了“1 + 4 ”。
1965年,蘇聯的布赫 夕太勃(Byxwrao)和小維諾格拉多夫(BHHopappB),及 意大利的朋比利(Bombieri)證明了“1 + 3 ”。
1966年,中國的陳景潤證明了 “1 + 2 ”。

最終會由誰攻克 “1 + 1 ”這個難題呢?現在還沒法預測。
三、費爾馬猜想
也叫費馬大定理,又被稱為“費馬最後的定理”,由法國數學家費馬提出。
它斷言當整數n >2時,關於x, y, z的方程 x^n + y^n = z^n 沒有正整數解。
被提出後,經歷多人猜想辯證,歷經三百多年的歷史,最終在1995年被英國數學家安德魯·懷爾斯證明。
德國佛爾夫斯克宣佈以10萬馬克作為獎金獎給在他逝世後一百年內,第一個證明該定理的人,吸引了不少人嘗試並遞交他們的“證明”。在一戰之後,馬克大幅貶值,該定理的魅力也大大地下降。
四、丘成桐猜想
“弦”理論認為,宇宙是十維時空,即通常的四維時空和一個很小的六維空間。
意大利著名幾何學家卡拉比提出,複雜的高維空間是由多個簡單的多維空間“粘”在一起,也就意味著高維空間可通過一些簡單的幾何模型拼裝得到。
1975年,數學家丘成桐等人攻克了陳類為負和零的“卡拉比猜想”,但未能解決第一陳類為正的問題,丘成桐提出,可將其轉化為代數幾何的穩定性問題,這就是困擾國際學界幾十年的“丘成桐猜想”。

2014年5月,陳秀雄、唐納森和孫崧給出了“丘成桐猜想”的完整證明。
五、黎曼猜想
黎曼猜想是關於黎曼ζ函數ζ(s)的零點分佈的猜想,由數學家黎曼於1859年提出。希爾伯特在第二屆國際數學家大會上提出了20世紀數學家應當努力解決的23個數學問題,被認為是20世紀數學的制高點,其中便包括黎曼假設。現今世界七大數學難題中也包括黎曼猜想。
與費爾馬猜想時隔三個半世紀以上才被解決,哥德巴赫猜想歷經兩個半世紀以上屹立不倒相比,黎曼猜想只有一個半世紀的紀錄還差得很遠,但它在數學上的重要性要遠遠超過這兩個大眾知名度更高的猜想。黎曼猜想是當今數學界最重要,最期待解決的數學難題。
至今尚無人給出一個令人信服的關於黎曼猜想的合理證明。


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