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哥德巴赫猜想是什么 被证明了吗

科幻 /  著作权归作者本人所有

伤我心太深  2016-12-27 22:12

  被称之为近代三大数学难题的“哥德巴赫猜想”之谜被中国科学家陈景润证明了。哥德巴赫是德国著名的数学家,特别喜欢研究数字的规律。由于研究得多了,他发现把偶数拆成两个奇数的和时,其中至少有一组是两个奇素数,而把一个奇数拆成三个奇数的和时,其中至少有一组是三个都是奇素数。


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  为了明白这几句话的意思,请看如下:

  (1)6=3+3

  10=3+7=5+5

  12=3+9=5+7

  16=3+13=5+11=7+9

  (2)31=3+11+17=5+11+15=7+9+15

  45=5+17+23=13+15+17=7+13+25=9+15+21=15+15+15



  哥德巴赫对最前面的自然数逐一进行验算,发现都具有这种规律。但是,当数目越大,分析成的组数越来越多,验算越来越困难。当时,他不知道这是例外还是普遍规律,无法进行证明,于是1742年就写信给另一位数学家欧拉。在信中,他请教欧拉:是不是每个偶数都是两个素数之和?每个奇数都是三个素数之和?欧拉接到哥德巴赫的信进行了验算。欧拉在回信中说:“我验到100多,发现是对的,但不能给出一般的证明。”这就是哥德巴赫猜想的由来。


  经过200多年的研究,现在哥德巴赫猜想的标准提法是:


  (1)每个≥6的偶数都可表成两个奇素数的和;(2)每个≥9的奇数都可表成三个奇素数的和。

  其实后一个命题是前一个命题的推论,其关键是第一命题的证明。


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  从本世纪20年代之后,为了证明哥德巴赫猜想,世界上有不少杰出的数学家对此做出了难能可贵的贡献。例如,1920年挪威数学家布伦改进了古希腊数学家埃拉托塞尼提出的求素数筛法,证明了每一个充分大的偶然都可以表示为两个各不超过9个奇数相乘积的和〔简记为(9,9)或(9+9)〕,开创了哥德巴赫猜想研究的新局面。1924年有人证明了(7+7);1932年证明(6+6);1938年证明了(5+5),1940年证明了(4+4)。


  进入50年代以后,是我国数学家在这一领域取得辉煌成就的时期,首先是1956年,王元证明了(3+4),第二年他又证明了(2+3)。1950年,赛尔伯格建立了一种新的筛法,宣称用此法可以证明(2+3),但他并没有证明。王元利用赛尔伯格的筛法一步一步地证明了(2+3),这在当时是带有突破性进展的伟大贡献。到了1962年,我国数学家潘承洞证明了(1+5),1963年他又与王元共同研究,进一步证明了(1+4)。


  1973年,我国数学家陈景润证明了“每一个充分大的偶然都能够表示为一个素数及一个不超过两个素数的乘积之和即(1+2)。”这个证明实际上是哥德巴赫之(1,2)的命题。离猜想(1+1)只是一步之遥了。这一成就的取得,受到数学界的高度称赞,是解析数论中的一项突破性成果,为了表彰陈景润的研究结果,数学界一致同意将此称作“陈氏定理”。然而,能不能最终证明(1+1),本世纪是很难完成,只能留给后人去解决了。

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  哥德巴赫猜想被证明了吗


  目前最佳的结果是中国数学家陈景润於1966年证明的,称为陈氏定理(Chen's Theorem)——“任何充分大的偶数都是一个质数与一个自然数之和,而后者仅仅是两个质数的乘积。” 通常都简称这个结果为大偶数可表示为 “1 + 2 ”的形式。

  在陈景润之前,关於偶数可表示为 s 个质数的乘积与 t 个质数的乘积之和(简称“s + t ”问题)之进展情况如下:

  1920年,挪威的布朗(Brun)证明了 "9 + 9 "。

  1924年,德国的拉特马赫(Rademacher)证明了"7 + 7 "。

  1932年,英国的埃斯特曼(Estermann)证明了 "6 + 6 "。

  1937年,意大利的蕾西(Ricci)先后证明了"5 + 7 ", "4 + 9 ", "3 + 15 "和"2 + 366 "

  1938年,苏联的布赫夕太勃(亦译布赫斯塔勃)证明了"5 + 5 "。

  1940年,苏联的布赫夕太勃证明了 "4 + 4 "。

  1948年,匈牙利的瑞尼(Renyi)证明了"1 + c ",其中 c 是一很大的自然数。

  1956年,中国的王元证明了 "3 + 4 "。

  1957年,中国的王元先后证明了 "3 + 3 "和 "2 + 3 "。

  1962年,中国的潘承洞和苏联的巴尔巴恩(BapoaH)证明了 "1 + 5 ", 中国的王元证明了"1 + 4 "。

  1965年,苏联的布赫夕太勃和小维诺格拉多夫(BHHopappB),及意大利的朋比利(Bombieri)证明了"1 + 3 "。

  1966年,中国的陈景润证明了 "1 + 2 "。

  最终会由谁攻克 "1 + 1 "这个难题呢?现在还没法预测。


  《哥德巴赫猜想》



  在中国,哥德巴赫猜想和陈景润可以说是家喻户晓,人们可以不理解哥德巴赫猜想的内容,但是他们一定都知道哥德巴赫猜想是一个世界顶级的数学难题,而我国的科学家陈景润,破解了这个难题。陈景润的故事在中国引起的巨大影响,都离不开一篇报告文学——《哥德巴赫猜想》。《哥德巴赫猜想》一出,迅速激发了全国人民尤其是年轻人对科学的无比热情。陈景润立即成为青年人奋斗的坐标。“向科学进军”成为最鼓舞人心的口号,知识分子开始获得应有的社会地位。《哥德巴赫猜想》引起了科学的春天来临之前的风暴,激励和鼓舞了一代人追求科学崇尚真理的理想。


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  全国科学大会的春风


  1977年,当《人民文学》杂志社的编辑们得知中央计划在1978年春天召开全国科学大会这一消息时,他们凭着敏锐的政治嗅觉,预感到将会发生一些大事,于是立即决定召开一次选题会。


  在文革时期,科学被看作是“唯生产力论”,人们普遍的观点是没有知识才是好的,知识分子、科学家都被打成了“臭老九”,文化界和科学界都已成为一片荒芜的沙漠。《人民文学》的几个年轻编辑考虑到在这个特殊时期召开《全国科学大会》的用意,决定配合科学大会,写一写科学家的事迹,有人提到了数学家陈景润。

  在选题会上,一位编辑讲了一个故事,说一个外国代表团来访问时,提出想见中国的一位科学家,一位叫陈景润的教授。因为外国代表团说他们看到陈景润的一篇论文突破了“哥德巴赫猜想”这道国际数学界的难题,摘下了这个王冠上的明珠。党中央立即指示中国科学院寻找陈景润这个人。众位编辑们都认为这个陈景润是一个有故事的人,一定有很多内容可以挖掘,当即决定由徐迟来着手写陈景润。


  当时,中科院对陈景润还有着不小的争议。不过,采访陈景润这件事得到了时任中国科学院副院长的方毅的支持。当时,他正协助邓小平同志筹备全国科学大会。在一个阳光灿烂的秋日,《人民文学》杂志社的编辑周明陪同徐迟到了北京西郊中关村的中科院数学研究所,见到了传说中的陈景润。


  

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  陈景润


  《人民文学》初访陈景润


  在北京西郊中关村的中科院数学研究所,周明和徐迟见到了中科院数学研究所党支部书记李尚杰,他们向李尚杰说明了来意。


  李尚杰一听他们说要采访陈景润,立刻表现出很吃惊的神情:“这个人是个怪人。一身都是病,还有肺结核。不要跟他接近,接近他麻烦了。有人说他不是财迷吗,就是钱抠得很,不吃不穿,那鞋前边都开了洞了他还在穿。棉袄舍不得买。到商店里去买,他就买两个棉毛衫,里边装上棉花,一绷,套头的地方也不怎么收拾,随便缝几针就行了。”


  然而在徐迟和周明的坚持之下,李尚杰勉强同意了他们要见陈景润的要求。这次会面,给《人民文学》的编辑周明留下了深刻的印象,他后来描述到:“李尚杰过了一会儿进来就带了一个小伙子,那个时候已经深秋了快冬天了,穿了一件棉制服,戴了一顶有两个耳塞的棉帽,帽子反着戴的,衬衫的领子一个在外一个在里边,给人非常不修边幅的印象,脸蛋红扑扑的。”


  当周明和徐迟告诉陈景润,他们打算采访他时,陈景润马上摇着手说,“不要写我,不要写我,写写老前辈,写写老科学家,写写领导人。”接着陈景润就报出了一串领导人的名字。《人民文学》的编辑周明在回忆这段历史时,忍不住微笑着,“他那时候讲话就是用报纸的词,比如他说写写敬爱的邓副主席,写写敬爱的叶副主席,我们那时候在报纸前面都加敬爱的,可爱的。然后徐迟就笑了,说:“我不是写你,我来看看你,我来写数学界写科学家。”这样才让他的情绪舒缓一些。

  第一次谋面,陈景润的朴素和谨慎给周明和徐迟留下了十分深刻的印象。


  

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  陈景润与蓍名诗人徐迟在一起

  揭秘“科学怪人”陈景润的生活



  几次接触下来,周明和徐迟发现陈景润并不像传说中的那样“傻”,那样“痴”,而是一个很有头脑的科学家。


  陈景润告诉徐迟“国际数学联合会主席给我发了一封信,说是芬兰过几个月要召开一次国际数学界的大会,邀请我做45分钟的关于攻克哥德巴赫猜想的演讲。我想了好几天,我写了一封信,信的内容第一条,我给他们讲根据我们伟大领袖毛主席的教导,中国人民要与世界各国人民友好,第二条我讲台湾是中华人民共和国的领土的一部分,是中国的一个省,现在国际数委会席位,中国的席位被台湾占据,如果你们驱逐了台湾的代表我可以考虑出席。”


  徐迟从当时的中国科学院数学研究所党委书记李尚杰那里了解到,在陈景润那6平方米的宿舍里,冬天是没有暖气的,陈景润索性连鞋都不脱,就依靠着一个一百瓦的大灯泡取暖,这个灯泡还是领导给他的。后来连墨水都冻上了,陈景润就用铅笔做计算。李尚杰还告诉徐迟,“陈景润吃饭就用一个茶杯里面搁一个电热器,就是一个U字型的那个电热器插里头,暖和倒点水,然后书包里头拿出一点挂面来,把挂面条撅碎了。搁里头,也不加盐,也不加酱油,什么都不加,就那么稀里糊涂就吃了。”


  

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  伏案演算的陈景润



  面对这么一个别具个性的科学家,徐迟的热情被调动起来了,他渴望着更深入地了解面前这个人。徐迟和陈景润成了知心朋友,他去了陈景润出入的图书馆、办公室,但是,唯有一个地方,他还没有去过——就是陈景润的那间6平方米的宿舍。除了当时数学所的党支部书记李尚杰,陈景润从不允许别人踏入这间小屋。

  陈景润迟迟不肯答应别人造访小屋,无奈之下,李尚杰就给徐迟他们出了一个主意,“那你们如果这样地迫切要求,那咱们就只能搞点阴谋诡计了,我进去大概问题不大,你们两个跟着我,跟着我上楼,他在楼上住,上楼以后你先躲在房间背后,我先进去,你们再敲门假装有急事找我,不是找他,你找他,他会拒绝。”


  就这样,两人闯进了这间充满神秘色彩的小屋。


  在周明的回忆中,陈景润的小屋是这样的,“没有地方坐,一张床,他的床铺,一张办公桌,拐角放两个麻袋,这个办公桌底下还放着碗,没有吃完的剩饭剩菜还在底下,他很刻苦。后来我们就站着说话,我们就观察,徐迟仔细看他,他的桌子堆了很多手稿,书之类的,桌子就两个胳膊肘这样的地方是干净的,其他一块都是灰尘。他告诉我们他有时候就把床的褥子撩起来,端个小板凳坐这儿来演算,有时候趴在办公桌上演算,有时候在床角上演算。”


  徐迟做出了一个大胆的决定,他要触及到十年浩劫对陈景润的迫害。尽管当时中央关于“彻底否定文化大革命”的决议尚未做出,但徐迟以一个作家的敏锐,捕捉到人们积压已久的愤懑,他要为人们描述出对外界来说颇为神秘的,一个科学家的艰苦生活。



  《哥德巴赫猜想》的影响



  1977年底,徐迟完成了报告文学《哥德巴赫猜想》,在主编张光年的支持下,1978年1月,《人民文学》刊登了这篇报告文学,立即引起热烈反响。读者争相购买,竞相传阅。

  在徐迟优美流畅的笔下,陈景润身上所表现出的对于科学的投入、执着、严谨以及爱国主义的激情,使经历了“文革”动荡的国人深受感染。从此英雄模范不再仅限于工农兵,一位“不关心政治、不求实用价值”的纯粹学者——陈景润,一时间成为人们的楷模。


  尽管一般读者对哥德巴赫猜想很生疏,但《哥德巴赫猜想》一出,迅速激发了全国人民的科学热情,那个时代的孩子在被问到“长大后做什么时”,都会铿锵有力地回答,“当科学家!”


  陈景润的夫人由昆女士描述《哥德巴赫猜想》在全国引起的影响,“……尤其是《人民日报》用了三大版转载这篇文章,这是建国以来从来没有过的,它起到了一个科学春天来临之前的那种风暴,而且也确实是激励鼓舞了一代人,因为好多现在包括他们所里的原来的党委书记他们这一拨人,都是当年拿着这篇文章去考北大清华的,而且当年的数学所的研究生应该是爆满,从来没有过这种空前的状况。”


  报告文学《哥德巴赫猜想》发表两个月后,全国科学大会在初春的北京举行。陈景润作为代表参加,并与邓小平紧紧握手。这次盛会重新肯定了“科学技术是先进生产力”,科学的春天由此开启。

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