漫畫:什麼是 哥德巴赫猜想?

​故事發生在小灰上小學的時候,

有一天小灰向他的小學老師請教問題......


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哥德巴赫猜想的起源


說起哥德巴赫猜想的起源,就不得不提到兩個人,其中一位是業餘數學家哥德巴赫,另一位是著名的大數學家歐拉

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首先讓我們來回顧一下素數的含義:


所謂素數,就是除了1和它本身以外,無法被其他自然數所整除的數。比如 2,3,5,7,11,13,17,19......


話說有一天,哥德巴赫同學腦洞大開,發現有許多正整數都可以寫成三個素數之和。


什麼意思呢?讓我們看幾個例子:


整數9,可以寫成 2+2+5

整數16,可以寫成 2+7+7

整數30,可以寫成2+11+17


那麼,如何能證明,

任何一個大於5的整數都可以寫成三個素數之和?



哥德巴赫自己也想不出來,於是他寫信詢問他的朋友歐拉。


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歐拉把哥德巴赫的命題做了如下轉化:


任何一個大於2的偶數,都可以寫成兩個素數之和。


這又是什麼意思呢?讓我們再看幾個例子:


偶數6,可以寫成 3 + 3

偶數18,可以寫成 5 + 13

偶數24,可以寫成 5 + 19


“任何一個大於5的整數,都可以寫成三個素數之和。”

“任何一個大於2的偶數,都可以寫成兩個素數之和。”

為什麼說這兩個命題等價呢?


簡單地解釋,把所有寫成兩素數之和的偶數再加上2或3,就可以表示一切大於5的正整數:

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這樣一個等價版本的命題,就成為了後世著名的哥德巴赫猜想


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什麼是殆素數 ?



所謂殆素數,是指素數因子的個數不超過某一固定常數的正整數。


比如 15=3×5,有2個素數因子,我們可以說整數15是素數因子數量不超過2的殆素數。


再比如 45 = 3×3×5,有3個素數因子,我們可以說整數45是素數因子數量不超過3的殆素數。


而真正的素數,本身就只有1個素數因子。


想要一步到位證明哥德巴赫猜想,即“任何一大於2的偶數都可以寫成兩個素數之和”,恐怕並不太容易。那麼我們不妨降低要求,首先證明任何一個大於2的偶數都可以寫成兩個

殆素數之和,再一步一步向最終目標推進。


功夫不負有心人,1920年,有人成功證明了任何一個大於2的偶數都可以寫成兩個 “素數因子數量不超過9” 的殆素數之和,這個成果被簡稱為 “9+9”


很快,更多的 “捷報” 陸續誕生:


1924年,“7 + 7” 被成功證明,即任何一個大於2的偶數都可以寫成兩個“素數因子數量不超過7” 的殆素數之和。


1932年,“6 + 6” 被成功證明。


1937年,“5 + 7”、“4 + 9” 被成功證明。


1938年,“5 + 5” 被成功證明。


1940年,“4 + 4” 被成功證明。


1956年,“3 + 4”、“3 + 3”、“2 + 3” 被成功證明。


1962年,“1 + 5”、 “1 + 4” 被成功證明。


1965年,“1 + 3” 被成功證明。


1966年,“1 + 2” 被成功證明,這一次的功臣是我國的著名數學家陳景潤先生。


用最直白的語言來描述,陳景潤證明了任何一個大於2的偶數都可以寫成(素數A+素數B×素數C)或(素數A+素數B)的形式。


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(私信回覆 論文 兩個字,可查看陳景潤證明“1+2”的論文)


此時,關於哥德巴赫猜想的研究進展距離最終目標只有一步之遙!


而這個問題的終點,“任何一大於2的偶數都可以寫成兩個素數之和”,就是傳說中的

“1+1”


因此,這裡的“1+1”指的是兩個素數之和,千萬不要把它理解成字面上的1+1=2,不然就丟人現眼了!


哥德巴赫猜想的未來


既然陳景潤先生已經成功證明了 “1+2”,那麼最終證明 “1+1” 豈不是手到擒來了?


很遺憾,一直到50多年後的今天,哥德巴赫猜想的終點 “1+1” 還是沒有得到成功證明。


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時至今日,有許許多多的 “民間數學家” 花費大量精力試圖證明哥德巴赫猜想,他們對於數學世界的探索精神很值得讚賞。但是,由於缺乏起碼的數學功底,他們的證明往往從根兒上就是錯誤的。


但是話說回來,我們也期望著有朝一日,哥德巴赫猜想能夠被某個絕世的數學天才成功證明。


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