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在一些有关数学的文章中,我们经常会看到中国数学家陈景润成功证明了“1+2=3”,而全世界没有一个数学家能够证明“1+1=2”。然而,事实并非如此。
无论是“1+2=3”,还是“1+1=2”,都是数学公理,始终都是成立的,这都是建立在皮亚诺公理之上,证明这样的恒等式没有意义。数学家真正要证明的是哥德巴赫猜想,这一直是当今数学界所未解决的一大难题,大数学家大卫·希尔伯特曾将其列为23大数学难题之一。
许多人可能会误解陈景润关于“1+2=3”的证明,但实际上他并没有证明“1+2=3”。此外,这个公式不需要证明,因为它是一个恒等式,并且是一个数学公理。实际上,数学家陈景润证明的是“1+2”。那么“1+2”是什么意思呢?
至于“1+2”的含义,我们需要谈谈数学中的一个难题,哥德巴赫猜想。18世纪,数学家哥德巴赫提出了一个关于整数划分的问题。他给欧拉写信求证。
“1+2”早已被中国数学家陈景润证明。如何证明“1+1”?
欧拉把哥德巴赫猜想改写成我们现在知道的形式
任何大于2的偶数,都可以拆分为两个素数之和(可以有多种拆分方法),称为“1+1”。
对于小偶数,很容易列出符合哥德巴赫猜想的公式
14=3+11=7+7
100=3+97=11+89=17+83=29+71=41+59=47+53
“1+2”早已被中国数学家陈景润证明。如何证明“1+1”?
将偶数(从4百万到100万)拆分为两个质数之和的方法的数目
然而,很难证明所有的偶数都符合这一规律。尽管欧拉认为这个猜想是正确的,但即使像他这样的伟大数学家也无法解决哥德巴赫猜想。在哥德巴赫猜想提出近300年后的今天,这仍然是一个尚未解决的问题。
由于不可能一步证明哥德巴赫猜想,数学家们采取迂回的方法,希望逐步接近戈德巴赫猜想。在此之前,数学家逐渐证明了“9+9”、“5+5”、“3+3”、“1+4”(中国数学家王元证明)和“1+3”。目前,最接近哥德巴赫猜想的证明是由中国数学家陈景润在20世纪60年代完成的。
“1+2”早已被中国数学家陈景润证明。如何证明“1+1”?
陈景润的论文草稿
陈景润通过数论中的加权筛选法证明了任何足够大的偶数都可以分为一个素数和一个自然数之和,这个自然数是一个几乎质数,等于两个质数的乘积。结果可以表示为:大偶数=素数+素数×素数,即所谓的“1+2”,又称陈氏定理。
那么,证明哥德巴赫猜想是一件很自然的事情吗?
大多数数学家认为,陈景润的筛选方法已经到了极限,在此基础上,几乎不可能证明哥德巴赫猜想。为了证明“1+1”,现有的方法可能需要大幅度改进,或者需要一种新的数学方法。