杰出的物理学家爱因斯坦的恩师闵可夫斯基曾精辟地指出:“倘若将科学誉为君主,那么数学便是其皇后,数论则是皇后的冠冕,而哥德巴赫猜想正是这顶冠冕上熠熠生辉的宝石。”这一猜想至今仍是数学界悬而未决的谜题,无数数学家尝试攻克它,却屡屡受挫,未能如愿。
数学:看似混乱,实则有序
这一猜想源自1742年,由著名数学家哥德巴赫在与欧拉的通信中首次提出:任意一个较大的偶数,均可以表示为两个质数的和。例如,4可以拆分为2+2,8可以分解为3+5,20可以写成3+17等等。在数学界享有盛誉的欧拉,以其惊人的才华和勤奋著称,每年都能产出高达800页的学术论文,然而面对这个问题时却束手无策。这主要是因为偶数和质数都是无限的,尽管我们可以通过不懈努力验证成千上万个偶数符合这一猜想,但无法确保所有偶数都具备这一特性。
数学家哥德巴赫
这一数学难题一经问世,便吸引了无数数学家投身其中,试图解开它的谜团,然而其固有的复杂性决定了这些尝试最终都将无功而返。与此同时,费马提出了费马大定理,格斯里提出了四色定理,这三个猜想被并称为数学界的三大难题。随着时间的推移,费马大定理已被彻底证明,四色定理也借助计算机的强大算力得到了证实。而哥德巴赫猜想,这顶数学皇冠上的明珠,却依然像一片乌云,笼罩在数学领域之上。
直到20世纪,这个问题才取得了一些突破。挪威数学家布朗证明了:一个大偶数可以表示为九个质数的乘积与九个质数的乘积之和。这一成果后来被称为“9+9”猜想。
如果我们能够不断减少这个乘积中的质数数量,最终将其降至1+1,那么哥德巴赫猜想就将宣告成立。基于这一思路,20世纪20年代至60年代,来自世界各地的顶尖数学家纷纷投入这场“围攻”:
1920年,挪威数学家布朗证明了“9 + 9”。
1924年,德国数学家拉特马赫证明了“7 + 7”。
1932年,英国数学家埃斯特曼证明了“6 + 6”。
1937年,意大利数学家蕾西先后证明了“5 + 7”, “4 + 9”, “3 + 15”和“2 + 366”。
1938年,苏联数学家布赫夕太勃证明了“5 + 5”。
1940年,苏联数学家布赫夕太勃证明了“4 + 4”。
1956年,中国数学家王元证明了“3 + 4”,稍后还证明了 “3 + 3”和“2 + 3”。
1948年,匈牙利数学家瑞尼证明了“1+ c”,其中c是一个很大的自然数。
1962年,中国数学家潘承洞和苏联数学家巴尔巴恩证明了“1 + 5”, 中国数学家王元证明了“1 + 4”。
1965年,苏联数学家布赫 夕太勃、小维诺格拉多夫以及意大利数学家朋比利证明了“1 + 3 ”。
1966年,中国数学家陈景润证明了 “1 + 2 ”。
陈景润年轻时的照片
至此,人们已经认识到,一个非常大的偶数一定可以表示为一个质数与两个质数乘积之和的形式。这一成果后来被称为“陈氏定理”。然而,如何从“1+2”进一步推进到“1+1”,在之后的近60年里,数学界再次陷入沉寂。
陈景润证明“1+2”的部分论文
这一猜想究竟何时才能被彻底破解,目前尚无定论。或许,它正在等待着一位数学巨匠的横空出世,用他的智慧彻底驱散这朵笼罩数学界200余年的乌云。