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摘取數學(xué)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(gè)德國數學(xué)家,生于1690年,從1725年起當選為俄國彼得堡科學(xué)院院士。在彼得堡,哥德巴赫結識了大數學(xué)家歐拉,兩人書(shū)信交往達30多年。他有一個(gè)著(zhù)名的猜想,就是在和歐拉的通信中提出來(lái)的。這成為數學(xué)史上一則膾炙人口的佳話(huà)。
  有一次,哥德巴赫研究一個(gè)數論問(wèn)題時(shí),他寫(xiě)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(zhù)這些等式,哥德巴赫忽然發(fā)現:等式左邊都是兩個(gè)質(zhì)數的和,右邊都是偶數。于是他猜想:任意兩個(gè)奇質(zhì)數的和是偶數,這當然是對的,但可惜這只是一個(gè)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(gè)角度看問(wèn)題。他運用逆向思維,把等式逆過(guò)來(lái)寫(xiě):
  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(shuō)明什么?哥德巴赫自問(wèn),然后自答:從左向右看,就是6~22這些偶數,每一個(gè)數都能“分拆”成兩個(gè)奇質(zhì)數之和。在一般情況下也對嗎?他又動(dòng)手繼續試驗:
  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(shí)例都說(shuō)明偶數可以(至少可用一種方法)分拆成兩個(gè)奇質(zhì)數之和。在一般情況下對嗎?他想說(shuō):對!于是他企圖找到一個(gè)證明,幾經(jīng)努力,但沒(méi)有成功;他又想找到一個(gè)反例,說(shuō)明它不對,冥思苦索,也沒(méi)有成功。
  于是,1742年6月7日,哥德巴赫提筆給歐拉寫(xiě)了一封信,敘述了他的猜想:
  (1)每一個(gè)偶數是兩個(gè)質(zhì)數之和;
  (2)每一個(gè)奇數或者是一個(gè)質(zhì)數,或者是三個(gè)質(zhì)數之和。
  (注意,由于哥德巴赫把“1”也當成質(zhì)數,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(shuō)法。)
  同年6月30日,歐拉復信說(shuō),“任何大于(或等于)6的偶數都是兩個(gè)奇質(zhì)數之和,雖然我還不能證明它,但我確信無(wú)疑,它是完全正確的定理。”
  歐拉是數論大家,這個(gè)連他也證明不了的命題,可見(jiàn)其難度之大,自然引起了各國數學(xué)家的注意。
  人們稱(chēng)這個(gè)猜想為哥德巴赫猜想,并比喻說(shuō),如果說(shuō)數學(xué)是科學(xué)的皇后,那么哥德巴赫猜想就是皇冠上的明珠。二百多年來(lái),為了摘取這顆耀眼的明珠,成千上萬(wàn)的數學(xué)家付出了巨大的艱苦勞動(dòng)。
  1920年,挪威數學(xué)家布朗創(chuàng  )造了一種新的“篩法”,證明了每一個(gè)充分大的偶數都可以表示成兩個(gè)數的和,而這兩個(gè)數又分別可以表示為不超過(guò)9個(gè)質(zhì)因數的乘積。我們不妨把這 個(gè)命題簡(jiǎn)稱(chēng)為“9+9”。
  這是一個(gè)轉折點(diǎn)。沿著(zhù)布朗開(kāi)創(chuàng  )的路子,932年數學(xué)家證明了“6+6”。1957年,我國數學(xué)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(diǎn)是兩個(gè)數都不能確定為質(zhì)數,于是數學(xué)家們又想出了一條新路,即證明“1+C”。1962年,我國數學(xué)家潘承洞和另一位蘇聯(lián)數學(xué)家,各自獨立地證明了“1+5”,使問(wèn)題推進(jìn)了一大步。
  1966年至1973年,陳景潤經(jīng)過(guò)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(gè)充分大的偶數,一定可以表示成一個(gè)質(zhì)數及一個(gè)不超過(guò)兩個(gè)質(zhì)數的乘積的和。即  偶數=質(zhì)數+質(zhì)數×質(zhì)數。
  你看,陳景潤的這個(gè)結果,離哥德巴赫猜想的最后解決只有一步之遙了!人們稱(chēng)贊“陳氏定理”是“輝煌的定理”,是運用“篩法”的“光輝頂點(diǎn)”。
 
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