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摘取數(shù)學皇冠上的明珠——陳景潤
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  • 發(fā)布日期:2016-01-14
     

    哥德巴赫是一個德國數(shù)學家,生于1690年,從1725年起當選為俄國彼得堡科學院院士。在彼得堡,哥德巴赫結識了大數(shù)學家歐拉,兩人書信交往達30多年。他有一個著名的猜想,就是在和歐拉的通信中提出來的。這成為數(shù)學史上一則膾炙人口的佳話。
  有一次,哥德巴赫研究一個數(shù)論問題時,他寫出:
  3+3=6,3+5=8,
  3+7=10,5+7=12,
  3+11=14,3+13=16,
  5+13=18,3+17=20,
  5+17=22,……
  看著這些等式,哥德巴赫忽然發(fā)現(xiàn):等式左邊都是兩個質數(shù)的和,右邊都是偶數(shù)。于是他猜想:任意兩個奇質數(shù)的和是偶數(shù),這當然是對的,但可惜這只是一個平凡的命題。
  對—般的人,事情也許就到此為止了。但哥德巴赫不同,他特別善于聯(lián)想,善于換個角度看問題。他運用逆向思維,把等式逆過來寫:
  6=3+3,8=3+5,
  10=3+7,12=5+7,
  14=3+11,16=3+13,
  18=5=13,20=3+17,
  22=5+17,……
  這說明什么?哥德巴赫自問,然后自答:從左向右看,就是6~22這些偶數(shù),每一個數(shù)都能“分拆”成兩個奇質數(shù)之和。在一般情況下也對嗎?他又動手繼續(xù)試驗:
  24=5+19,26=3+23,
  28=5+23,30=7+23,
  32=3+29,34=3+31,
  36=5+31,38=7+31,
  ……
  一直試到100,都是對的,而且有的數(shù)還不止一種分拆形式,如
  24=5+19=7+17=11+13,
  26=3+23=7+19=13+13
  34=3+31=5+29=11+23=17+17
  100=3+97=11+89=17+83
  =29+71=41+59=47+53.
  這么多實例都說明偶數(shù)可以(至少可用一種方法)分拆成兩個奇質數(shù)之和。在一般情況下對嗎?他想說:對!于是他企圖找到一個證明,幾經(jīng)努力,但沒有成功;他又想找到一個反例,說明它不對,冥思苦索,也沒有成功。
  于是,1742年6月7日,哥德巴赫提筆給歐拉寫了一封信,敘述了他的猜想:
  (1)每一個偶數(shù)是兩個質數(shù)之和;
  (2)每一個奇數(shù)或者是一個質數(shù),或者是三個質數(shù)之和。
  (注意,由于哥德巴赫把“1”也當成質數(shù),所以他認為2=1+1,4=1+3也符合要求,歐拉在復信中糾正了他的說法。)
  同年6月30日,歐拉復信說,“任何大于(或等于)6的偶數(shù)都是兩個奇質數(shù)之和,雖然我還不能證明它,但我確信無疑,它是完全正確的定理。”
  歐拉是數(shù)論大家,這個連他也證明不了的命題,可見其難度之大,自然引起了各國數(shù)學家的注意。
  人們稱這個猜想為哥德巴赫猜想,并比喻說,如果說數(shù)學是科學的皇后,那么哥德巴赫猜想就是皇冠上的明珠。二百多年來,為了摘取這顆耀眼的明珠,成千上萬的數(shù)學家付出了巨大的艱苦勞動。
  1920年,挪威數(shù)學家布朗創(chuàng)造了一種新的“篩法”,證明了每一個充分大的偶數(shù)都可以表示成兩個數(shù)的和,而這兩個數(shù)又分別可以表示為不超過9個質因數(shù)的乘積。我們不妨把這 個命題簡稱為“9+9”。
  這是一個轉折點。沿著布朗開創(chuàng)的路子,932年數(shù)學家證明了“6+6”。1957年,我國數(shù)學家王元證明了“2+3”,這是按布朗方式得到的最好成果。
  布朗方式的缺點是兩個數(shù)都不能確定為質數(shù),于是數(shù)學家們又想出了一條新路,即證明“1+C”。1962年,我國數(shù)學家潘承洞和另一位蘇聯(lián)數(shù)學家,各自獨立地證明了“1+5”,使問題推進了一大步。
  1966年至1973年,陳景潤經(jīng)過多年廢寢忘食,嘔心瀝血的研究,終于證明了“1+2”:對于每一個充分大的偶數(shù),一定可以表示成一個質數(shù)及一個不超過兩個質數(shù)的乘積的和。即  偶數(shù)=質數(shù)+質數(shù)×質數(shù)。
  你看,陳景潤的這個結果,離哥德巴赫猜想的最后解決只有一步之遙了!人們稱贊“陳氏定理”是“輝煌的定理”,是運用“篩法”的“光輝頂點”。
 
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