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請教理科大俠們:什麽是哥德巴赫猜想?

(2012-02-29 14:24:26) 下一個


 


有位清華畢業的網友在我《紅樓》一文後留言:樓主關於《哥德巴赫猜想》這個數學難題的介紹:“這個猜想在中國家喻戶曉,……命題本身十分簡單:1+1”,是不對的。

我不懂數論,但有一些數學和邏輯概念,讓我從現有的事實(對於哥德巴赫猜想的客觀描述)中來總結一下什麽是哥德巴赫猜想。

這位網友寫道:數學難題《哥德巴赫猜想》的文字表達是:“任何一個大偶數都可以表達為兩個素數之和”。偶數就是可以被
2除盡的整數,素數就是隻能被本身和1除盡的整數。所以,《哥德巴赫猜想》的數學表達形式可以簡化為:“2=1+1”,但不是“1+1”。

我同意第一句定義:任何一個大偶數都可以表達為兩個素數之和。問題是這裏有個概念:大偶數。什麽算“大偶數”
? 許遲的報告文學《哥德巴赫猜想》中說“一七四二年,哥德巴赫寫信給歐拉時,提出了:每個不小於6的偶數都是二個素數之和”,而哥德巴赫是這樣寫的:“It seems that every number that is greater than 2 is the sum of three primes(Goldbach 1742; Dickson 2005, p. 421).

也就是說,大偶數至少要大於
2,而2嚴格說是最小的質數(隻能被1和自身整除的自然數)!所以用2=1+1來表述哥德巴赫猜想是錯誤的。

最重要的是,
1+1裏麵的“1”不是一個實數“1”,“1”代表的是一個質數因子。

也就是說,現代哥德巴赫猜想的描述是:一個大偶數,可以表述為一個隻含
1個質數因子的素數和另一個隻含1個質數因子的素數之和。

例如:
 
4=2+26=3+38=3+510=3+7 ……36=5+3138=7+3140=3+37……

要直接證明
1+1非常不容易,數學家從9+9開始,例如證明1972808 (大偶數)=1953125 5x5x5x5x5x5x5x5x5 共九個質數因子的素數)+19683(3x3x3x3x3x3x3x3x3 共九個質數因子的素數 )

在挪威的布朗證明了
9+9成立之後,各國數學家逐漸證明了7+76+65+75+54+41956年中國的王元證明了3+4,第二年又證明了2+31966年,陳景潤證明了1+2

證明
1+2,絕不是證明1+2=3(這難道還要證明嗎?),而是證明任意一個大偶數,都是由一個隻含1個質數因子的素數和一個隻含2個質數因子的素數之和。

例如
306=17(一個質因子)+ 289(兩個質因子:17x17

如果能證明
34=17+1738=19+1958=29+29……等等,你就破解了哥德巴赫猜想之謎。

所以,哥德巴赫猜想不是證明
2=1+1,(再重複一遍,2是質數) 而是一個大偶數等於1(個質因子)+1(個質因子),所以簡述為“1+1”。

我說的對嗎?請教各位理科大俠,其實我錯了也沒關係,畢竟我不是清華畢業。


 


 

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閱讀 ()評論 (16)
評論
小八臘子2 回複 悄悄話 有一個說法,1980年代日本駐外使館跟日本大本營通訊的電報密碼加密用的是RSA算法,但加密位數達到128位,也就是現在美國允許出口中國的計算機加密的最高位數。當時中國的電訊加密係統的密級強度,在日本美國等看來幾乎是大門洞開的。

現在的網上銀行機密機製仍然在DES/RSA體係中,加密長度也就128位。但計算機速度跟30年前有天壤之別。當時認為密鑰強度能達到抗100年brutal攻擊的,現在分分鍾就破解了。這就是為什麽大國間一直在做計算機速度的競賽的原因。前年中國拿了第一,小日本坐不住了,去年無論如何又扳了回來。美國在旁觀棋不語。為什麽?

你明天去ATM取錢,不要忘了輸密碼。不過,這個密碼,人家想知道的話,幾微秒就行了。無論中美!
小八臘子2 回複 悄悄話 這個問題的結論很重要。
在密碼學裏麵,通過公開密鑰解算密文是通過門函數來解決的。其中重要的就是要找到相當大的素數。如果素數不夠大,密鑰的強度就不夠大。
當你覺得你放在銀行的錢有可能被敵國的黑客拿走時,你就有了有強度足夠大的密鑰的需求了。這時,哥德巴赫猜想和陳景潤的研究成果就能派上大用場了。
做人一定要厚道 回複 悄悄話 實際上,對於這個問題來說結論並不重要,因為這個結論本身並沒有解決什麽實際問題。原來我也不明白證明這個除了說明你聰明之外有什麽意義,後來我一個同學給我講了一下我才有點兒明白:實際上,這個問題用初等數學已經無法解決。而是需要有多種方法的組合,比如數論,拓撲,泛函,等等。記得看過一篇文章,講解陳景潤的工作,似乎經過幾個變換轉化成一個什麽拓撲空間某平麵是否存在一個特殊點的數學問題(記不清原話,大概這麽個意思吧)。為什麽要費盡心機去證明這個東西呢?因為在證明過程中,你會遇到很多困難,解決這些問題你要想出很多方法。實際上,最值銀子的就是你證明過程中所找到的那些方法,也行在某些工程實踐中就有了用處。

這隻是我的理解,不對的地方望輕拍磚。
做人一定要厚道 回複 悄悄話 實際上,對於這個問題來說結論並不重要,因為這個結論本身並沒有解決什麽實際問題。原來我也不明白證明這個除了說明你聰明之外有什麽意義,後來我一個同學給我講了一下我才有點兒明白:實際上,這個問題用初等數學已經無法解決。而是需要有多種方法的組合,比如數論,拓撲,泛函,等等。記得看過一篇文章,講解陳景潤的工作,似乎經過幾個變換轉化成一個什麽拓撲空間某平麵是否存在一個特殊點的數學問題(記不清原話,大概這麽個意思吧)。為什麽要費盡心機去證明這個東西呢?因為在證明過程中,你會遇到很多困難,解決這些問題你要想出很多方法。實際上,最值銀子的就是你證明過程中所找到的那些方法,也行在某些工程實踐中就有了用處。

這隻是我的理解,不對的地方望輕拍磚。
Fieps 回複 悄悄話 哇,這位藍山煙雲真是被引出來的玉,高手,解釋得如此清楚簡要,學到了,謝謝了。
藍山煙霞 回複 悄悄話 回複Toya的評論: 謝謝閱評!本人同意閣下的觀點。

本人在上一個跟帖中已經解釋得很清楚:《哥德巴赫猜想》的數學表達形式,或者說它的意涵,可以簡單地寫成:“2=1+1”,或者“1+1=2”。這裏的“2”不是指數字2,而是指“比2大的任何一個偶數”;這裏的兩個“1”也不是指數字1,而是指“其和等於這個大偶數的兩個素數”。

可惜一些網友不看本人的跟帖內容,卻在那裏發表與本人跟帖內容沒有關係的評論,對於這些網友的評論,請恕本人不能作答。

閣下所說,《哥德巴赫猜想》的數學表達形式“2=1+1”中,“2”所代表的“大偶數”應該將“2這個偶數”排除在外,是對的。

其實,一七四二年,哥德巴赫寫信給歐拉,提出:“每個不小於6的偶數都是二個素數之和”。

即當初提出《哥德巴赫猜想》時,不但將“2這個偶數”排除在外,而且連“4這個偶數”也是排除在外的!也就是說,偶數2和4不包括在《哥德巴赫猜想》定義的“大偶數”範圍之內。

為什麽會這樣?這恐怕需要另一篇長文才能說清楚。
左手摸右手 回複 悄悄話 即使證明出來有個屁用!
不開竅 回複 悄悄話 2=1+1 中 1 非 1, 2 非 2。似乎大家都接受“1 非 1”,卻還把此
“2” 當真2.
Toya 回複 悄悄話 這位網友寫道:數學難題《哥德巴赫猜想》的文字表達是:“任何一個大偶數都可以表達為兩個素數之和”。偶數就是可以被2除盡的整數,素數就是隻能被本身和1除盡的整數。所以,《哥德巴赫猜想》的數學表達形式可以簡化為:“2=1+1”,但不是“1+1”。

藍山煙霞,你對了.

另, 這偶數要大於4. 2=1+1, 2 是一個素數(1) 之和.所以2要排除在外.
Google can clear it, if you don't agree with me.
gusantong 回複 悄悄話 回複藍山煙霞的評論:
藍山煙霞,你錯了。不是2=1+1,2總是等於1+1的。歌德巴赫猜想就是1+1。
因為任何偶數總能表成兩個奇數之和,而奇數可以分解成質因數的積。也就是說:偶數至少可以表示成有無數個質因數積的兩個數的和,也即無窮+無窮。另外這裏麵的奇數總有質數,所以偶數也可表成1+無窮。
比如任何大偶數總能表成 3+... , 5 + ..., 7 + ... ; 11 + ..., ...
歌德巴赫的意思是在這無數個奇數裏總存在一個質數,也即1+1。
gusantong 回複 悄悄話 回複藍山煙霞的評論:
prettymama 回複 悄悄話 哥的爸啥的,來文學城這疙瘩發表太浪費。
百步 回複 悄悄話 陳景潤之探秘
藍山煙霞 回複 悄悄話 首先聲明:平心靜氣,就事論事。觀點對錯與“是否清華畢業”一點關係都沒有。

何為“偶數?”偶數就是可以被2除盡的整數,所以“在常識上”,2是“最小的偶數”。

何為“素數?”素數就是隻能被本身和1除盡的整數。所以“在常識上”,1是“最小的素數”。

數學難題《哥德巴赫猜想》的文字表達是:“任何一個大偶數都可以表達為兩個素數之和”。

所以,《哥德巴赫猜想》的數學表達形式,或者說它的意涵,可以簡單地寫成:“2=1+1”,或者“1+1=2”。請注意;這裏的“2”不是指數字2,而是指“比2大的任何一個偶數”;這裏的兩個“1”也不是指數字1,而是指“其和等於這個大偶數的兩個素數”。

顯然,認為《哥德巴赫猜想》可以表達為“1+1”,是不對的。因為,“1+1”都不是一句完整的話,更不可能成為一個觀點或猜想。

為什麽《哥德巴赫猜想》的文字表達要強調“大偶數”?原因應該很簡單:因為對於任何一個“較小的偶數”,都很容易找到其和等於這個“較小的偶數”的“兩個素數”,這裏的“兩個素數”,多數情況下不是唯一的一對,而是有兩對或更多。

所以,這裏的“大偶數”不是“僅僅大於2”就可以的,而是指“2以上的任何偶數”,包括哪些“無窮大的偶數”。

而且,數學邏輯的嚴密性就在於此:無論你用作例子的,並已找出其和等於它的兩個素數的那個“大偶數”有多麽大,比如一萬億,或一百萬億,或更多,在理論上,你仍然沒有成功地證明“任何一個大偶數都可以表達為兩個素數之和”。

因為你並沒有證明,那些比你用作例子的大偶數更大的“任何一個大偶數”,也“都可以表達為兩個素數之和”。

這就是《哥德巴赫猜想》的含義,以及至今無法證明它的原因。

草廬 回複 悄悄話 捂空到點該吃藥了。
半世 回複 悄悄話 洗洗睡吧。。。。。
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