人物介紹
哥德巴赫(C. Goldbach)并不是職業(yè)數(shù)學(xué)家,而是一個喜歡研究數(shù)學(xué)的富家子弟。他于1690年生于德國哥尼斯堡,受過很好的教育。哥德巴赫喜歡到處旅游,結(jié)交數(shù)學(xué)家,然后跟他們通訊。1742年,他在給好友歐拉的一封信里陳述了他著名的猜想——哥德巴赫猜想。成為關(guān)于數(shù)學(xué)的一場革命。
哥德巴赫猜想
內(nèi)容
1729年~1764年,哥德巴赫與歐拉保持了長達三十五年的書信往來。在1742年6月7日給歐拉的信中,哥德巴赫提出了以下的猜想: (a) 任何一個≥6的偶數(shù),都可以表示成兩個奇質(zhì)數(shù)之和。
(b) 任何一個≥9的奇數(shù),都可以表示成三個奇質(zhì)數(shù)之和。這就是所謂的哥德巴赫猜想。
在信中他寫道:“我的問題是這樣的: 隨便取某一個奇數(shù),比如77,可以把它寫成三個素數(shù)之和: 77=53+17+7; 再任取一個奇數(shù),比如461, 461=449+7+5, 也是三個素數(shù)之和,461還可以寫成257+199+5,仍然是三個素數(shù)之和。這樣,我發(fā)現(xiàn):任何大于9的奇數(shù)都是三個素數(shù)之和。 但這怎樣證明呢?雖然做過的每一次試驗都得到了上述結(jié)果,但是不可能把所有的奇數(shù)都拿來檢驗,需要的是一般的證明,而不是個別的檢驗! 歐拉回信說:“這個命題看來是正確的”。但是他也給不出嚴(yán)格的證明。 同時歐拉又提出了此一猜想可以有另一個等價的版本:任何一個大于2的偶數(shù)都是兩個素數(shù)之和,但是這個命題他也沒能給予證明。不難看出,哥德巴赫的命題是歐拉命題的推論。 |
哥德巴赫猜想最初的內(nèi)容也可表述為:
任一大于5的整數(shù)都可寫成三個質(zhì)數(shù)之和。
而今日常見的猜想陳述為歐拉的版本,即任一大于2的偶數(shù)都可寫成兩個質(zhì)數(shù)之和。
事實上,任何一個大于5的奇數(shù)都可以寫成如下形式:2N+1=3+2(N-1),其中2(N-1)≥4。若歐拉的命題成立,則偶數(shù)2N可以寫成兩個素數(shù)之和,于是奇數(shù)2N+1可以寫成三個素數(shù)之和,從而,對于大于5的奇數(shù),哥德巴赫的猜想成立。
但是哥德巴赫的命題成立并不能保證歐拉命題的成立。因而歐拉的命題比哥德巴赫的命題要求更高,F(xiàn)在通常把這兩個命題統(tǒng)稱為哥德巴赫猜想。
進展
哥德巴赫猜想貌似簡單,要證明它卻著實不易,成為數(shù)學(xué)中一個著名的難題。18、19世紀(jì),所有的數(shù)論專家對這個猜想的證明都沒有作出實質(zhì)性的推進,直到20世紀(jì)才有所突破。1937年蘇聯(lián)數(shù)學(xué)家維諾格拉多夫(и.M.Bиногралов,1891-1983),用他創(chuàng)造的"三角和"方法,證明了"任何大奇數(shù)都可表示為三個素數(shù)之和"。不過,維諾格拉多夫的所謂大奇數(shù)要求大得出奇,與哥德巴赫猜想的要求仍相距甚遠。
考慮把偶數(shù)表示為兩數(shù)之和,而每一個數(shù)又是若干素數(shù)之積。把命題"任何一個大偶數(shù)都可以表示成為一個素因子個數(shù)不超過a個的數(shù)與另一個素因子不超過b個的數(shù)之和"記作"a+b",那么哥氏猜想就是要證明"1+1"(即"任何一個大偶數(shù)都可以表示成為一個素因子個數(shù)不超過1個的數(shù)與另一個素因子不超過1個的數(shù)之和")成立。1966年陳景潤證明了"1+2"成立,即"任何一個大偶數(shù)都可表示成一個素數(shù)與另一個素因子不超過2個的數(shù)之和"。
關(guān)于偶數(shù)可表示為a個質(zhì)數(shù)的乘積 與b個質(zhì)數(shù)的乘積之和(簡稱“a + b”問題)進展如下:
1920年,挪威的布朗證明了“9 + 9”。
1924年,德國的拉特馬赫證明了“7 + 7”。
1932年,英國的埃斯特曼證明了“6 + 6”。
1937年,意大利的蕾西先后證明了“5 + 7”, “4 + 9”, “3 + 15”和“2 + 366”。
1938年,蘇聯(lián)的布赫夕太勃證明了“5 + 5”。
1940年,蘇聯(lián)的布赫夕太勃證明了“4 + 4”。
1948年,匈牙利的瑞尼證明了“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)的巴爾巴恩證明了“1 + 5”, 中國的王元證明了“1 + 4”。
1965年,蘇聯(lián)的布赫夕太勃和小維諾格拉多夫,及意大利的朋比利證明了“1 + 3 ”。
1966年,中國的陳景潤證明了 “1 + 2 ”。