數(shù)學(xué)天地:歌德巴赫猜想

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數(shù)學(xué)天地:歌德巴赫猜想

哥德巴赫(Goldbach)生于1690年,是德國一位數(shù)學(xué)家。1742年,哥德巴赫在教學(xué)中發(fā)現(xiàn),每個不小于6的偶數(shù)都是兩個質(zhì)數(shù)(只能被和它本身整除的數(shù))之和。如6=3+3,12=5+7等等。

公元1742年6月7日哥德巴赫寫信給當(dāng)時的大數(shù)學(xué)家歐拉(Euler),提出了以下的猜想:

(a)任何一個>=6之偶數(shù),都可以表示成兩個奇質(zhì)數(shù)之和。

(b)任何一個>=9之奇數(shù),都可以表示成三個奇質(zhì)數(shù)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(shù)學(xué)家都不能證明,這個猜想便引起了許多數(shù)學(xué)家的注意。從哥德巴赫提出這個猜想至今,許多數(shù)學(xué)家都不斷努力想攻克它,但都沒有成功。當(dāng)然曾經(jīng)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(nèi)且大過6之偶數(shù)一一進(jìn)行驗算,哥德巴赫猜想(a)都成立。但嚴(yán)格的數(shù)學(xué)證明尚待數(shù)學(xué)家的努力。

從此,這道著名的數(shù)學(xué)難題引起了世界上成千上萬數(shù)學(xué)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(shù)學(xué)皇冠上一顆可望不可及的“明珠”。到了20世紀(jì)20年代,才有人開始向它靠近。1920年,挪威數(shù)學(xué)家布爵用一種古老的篩選法證明,得出了一個結(jié)論:每一個比36大的偶數(shù)都可以表示為九個質(zhì)數(shù)之積與九個質(zhì)數(shù)之積的和(簡稱9+9)。這種縮小包圍圈的辦法很管用,科學(xué)家們于是從(9+9)開始,逐步減少每個積里所含質(zhì)數(shù)因子的個數(shù),直到最后使每個積里都只有一個質(zhì)數(shù)因子為止,這樣就可以證明“哥德巴赫猜想”。

目前最佳的結(jié)果是中國數(shù)學(xué)家陳景潤于1966年證明的,稱為陳氏定理(Chen's Theorem) 。即“任何充分大的偶數(shù)都是一個質(zhì)數(shù)與一個自然數(shù)之和,而后者僅僅是兩個質(zhì)數(shù)的乘積。”通常都簡稱這個結(jié)論為大偶數(shù)可表示為 “1 + 2 ”的形式。

在陳景潤之前,關(guān)于偶數(shù)可表示為 s個質(zhì)數(shù)的乘積 與t個質(zhì)數(shù)乘積之和(簡稱“s + t”問題)之進(jìn)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)先后證明了“5 + 7”,“4 + 9”,“3 + 15 ”和“2 + 366”。

1938年,蘇聯(lián)的布赫·夕太勃(Byxwrao)證明了“5 + 5”。

1940年,蘇聯(lián)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(shù)。

1956年,中國的王元證明了 “3 + 4”。

1957年,中國的王元先后證明了 “3 + 3 ”和 “2 + 3”。

1962年,中國的潘承洞和蘇聯(lián)的巴爾巴恩(BapoaH)證明了 “1 + 5”,不久,潘承洞和王元又證明了“1 + 4”。

1965年,蘇聯(lián)的布赫·夕太勃(Byxwrao)和小維諾格拉多夫(BHHopappB),以及意大利的朋比利(Bombieri)證明了“1 + 3 ”。

1966年,中國的陳景潤證明了“1 + 2”。


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