哥德巴赫猜想有什么用(哥德巴赫猜想1 1)

陈景润陈景润

中国数学家陈景润研究的“1 1”不是算术1 1,很多人误以为陈景润是在研究为什么1 1等于2,算法是人类定义的,不需要研究。陈景润研究的“1 1”,其实就是哥德巴赫猜想的代名词。

哥德巴赫猜想是近代三大数学难题之一。猜想中只有一句话:任何大于2的偶数都可以写成两个质数之和,例如12 = 57,14 = 311,16 = 511(质数是只能被1和自身整除的数,例如2,3,5,7,11。

普通人完全可以理解题目,但他们关心的不是如何证明,而是证明哥德巴赫猜想有什么实际意义?换句话说,证明这些与人类生活无关的数学猜想有什么用?

以科学为例,科学领域可分为应用科学基础科学。应用科学是一门研究方向明确的学科,如5G技术、航空航天工程等,能够在短时间内取得重大突破,对人类生活产生巨大影响。基础科学主要是探索一切事物的本质,比如夸克的划分,寻找组成世界的基本粒子。这种研究很难直接转化为技术落地,与人类生活关系不大,所以很多人都有疑问,研究这些无关紧要的东西有什么用,能不能吃饱?不如做一些实际的研究。

诚然,基础科学经常被质疑和误认为是骗钱,但应用科学的发展是建立在基础科学的基础上的。如果应用科学是高层建筑,基础科学是基础,没有基础就没有高层建筑。数学猜想就像基础科学。虽然很少直接使用,但它可以分散巨大的分支,解决未来可能遇到的许多问题。

薛定谔方程薛定谔方程

当笛卡尔在400年前发明虚数I时,他没想到虚数I会在300年后出现在薛定谔方程中。黎曼自己也不会想到,他在19世纪创立的黎曼几何,在20世纪成为爱因斯坦广义相对论的数学基础。数学群论诞生时,没有人会想到它能找到还原魔方的最短步骤。理论上三阶魔方有4325亿种组合,但群论证明任何三阶魔方最多只需20步就能复原。

证明哥德巴赫猜想的意义之一是:为未来的科学技术奠定基础,研究数学科学的本质是探索未知,而不是在有问题时才开始探索,人类的科学技术不解决未知问题就走不远。

证明哥德巴赫猜想的第二个意义是在证明的过程中,发现新的数学思想和工具,补充其他的导数定理,这些副产品比问题本身更有价值。

要解决世界数学问题,往往需要找到新的方法。在这个过程中,新的数学分支将会诞生,新的体系将会建立。比如在黎曼猜想的基础上,有1000多个数学推论。一旦黎曼猜想在未来得到证实,其背后的定理就是“最大受益者”。

经陈景润证明的哥德巴赫猜想的弱猜想“1 2”是充分利用大偶数筛方法将现有的数学工具应用到极致,但美中不足的是没有创造出新的工具。要证明哥德巴赫猜想“1 1”,利用现有的数学定理很难有所突破,需要为高概率创造数学工具。一旦“1 1”被证明,就会产生多米诺骨牌效应,副产物的价值对于证明数学猜想具有重要意义。

证明了哥德巴赫猜想的第三层含义是实际应用。哥德巴赫猜想实际上是研究数字之间的规律,而数字规律与人类生活息息相关。

以素数为例(文章开头已经给出了素数的定义)。数学家对质数特别痴迷,喜欢研究最大质数和质数之间的规律。这些研究有直接的应用。比如网络信息安全中使用的RSA加密,通过素数对重要信息进行加密。数学家还没有找到加密后生成的最大数的快速素因子分解算法,数学家也无法破解。因此,素数加密算法可以保护国家网络安全。看似与人类生活无关的质数,实际上是息息相关的。

思考不能只关注当下。哥德巴赫猜想现在不直接应用,并不意味着以后就不用了。它的价值始终存在,关键在于人的挖掘。

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