小时候我们听到一个传说:只要证明了1+1=2,就能拿诺贝尔数学奖
有诺贝尔数学奖?不止我们信了,高考状元也信了:
当然,我感觉记者“黑”人家的嫌疑更大。
首先,不存在诺贝尔数学奖。
其次,数学家们玩命200多年,不是在证明为什么1+1=2。
总有小朋友问我,科学家为什么要研究1+1=2这么弱智的问题?要讨论什么是“1+1”,要从十八世纪说起。
哥德巴赫猜想
十八世纪初,俄罗斯伟大的君主彼得大帝为修建了一座新城-圣彼得堡,并全面学习欧洲.
彼得大帝从欧洲引进了一批科学家来建设新的国家,其中就有德国数学家哥德巴赫。哥德巴赫最初是一名中学教师,后来在圣彼得堡担任圣彼得堡帝国科学院教授,1728年开始担任彼得二世(彼得大帝的孙子)的宫廷教师。
哥德巴赫在研究中发现:很多偶数都可以分解成两个质数的和。
什么是质数呢?质数也被称为素数,只有1和它本身两个约数。比如:2、3、5、7、11、13、17等都是质数,因为除了1和它本身外,这些数都没有其他约数。
与之对应的另外一种数是合数:除了1和本身,还还有其他约数。比如:6是合数:因为它有约数1,2,3,6;8是合数:因为它有约数1,2,4,8;9是合数:因为它有约数1,3,9
哥德巴赫猜想就是:任何一个大偶数(X≥2)都可以被分解成两个质数的和
比如:4=2+2 6=3+3 8=3+5 10=3+7
是不是所有偶数都能这样呢?这就构成了一个猜想,并称为“1+1”。
哥德巴赫猜想的研究
哥德巴赫无法证明这个猜想,于是写信求助著名数学家欧拉。欧拉是人挡杀人,佛挡杀佛的科学家,到目前为止,还没有哪位数学家的成就能超过欧拉。但欧拉这么厉害的人也无法搞定这个问题。
于是这问题流传下来,困扰了数学界200多年。上世纪,人们对这个问题展开围攻。
  1. 1920年,挪威的布朗证明了9+9
  2. 1924年,德国的拉特马赫证明了7 + 7
  3. 1932年,英国的埃斯特曼证明了6 + 6
  4. 1937年,意大利的蕾西证明了5 + 7
  5. 1938年,苏联的布赫夕太勃证明了5 + 5
  6. 1940年,苏联的布赫夕太勃证明了4 + 4
  7. 1956年,中国的王元证明了3 + 4
  8. 1962年,中国的潘承洞证明了1 + 5
  9. 1962年,中国的王元证明了1 + 4
  10. 1965年,苏联的布赫证明了1 + 3
比如“1+3”的含义:对于一个大偶数X,一定可以分解成X=a+b 或X=a+bc 或X=a+bcd,其中,a,b,c,d都是质数。
陈景润
那么陈景润有干了些什么呢?
陈景润是我国著名数学家。他的中学数学老师是国立清华大学航空系的主任。他的老师上课时喜欢讲一些科学故事,比如哥德巴赫猜想。老师说,数学是科学的王后,而数论是王后的王冠,哥德巴赫猜想就是王冠上一颗璀璨的明珠。
陈景润后来就一直致力于研究这个问题。后来他去了厦门大学读书,毕业后被分配到北京一个中学当数学老师。
陈景润不善于与人交流,讲课讲的很差,跟学生关系也不好,还经常生病,有人说他是高分低能。但他一直受到当时厦门大学校长的推崇,说陈景润是厦大最优秀的毕业生,于是把陈景润调回厦大工作。
陈景润回到厦大后专心研究数学,并把他的研究成果寄给了北京的华罗庚。华罗庚当时已是享誉全球的数学家,一眼看中陈景润,把他调到中科院数学所担任研究员。
陈景润回到北京后,还是不与人交流。而且正在文革期间,学术环境很不好。但是就在这样艰苦的条件下,他却用几麻袋的演算纸,证明了“1+2”。
对于一个大偶数X,可以被分解成X=a+b 或X=a+bc 其中a、b、c都是质数。
从1+3到1+2,这个看似是一小步,但实际是一个很大成就,被称为陈氏定理,获得了国际公认,也受到了周恩来总理和毛主席的肯定。
遗憾的是,陈景润依然没有证明“1+1”,虽然看起来他距离“1+1”只有一步之遥,但直到今天,“1+1”仍然是一个谜。这也正期待着新的科学巨匠的出现。
所以,1+1的含义是一个质数加一个质数,而不是1+1为什么等于2。
本文由李永乐老师首发于悟空问答,并有改动。
李永乐
李永乐老师:北京大学物理与经济双学士,清华大学电子工程硕士;北京市中学物理教师/物理竞赛教练。从教十年,培养清华北大学生200余人,国际奥赛、亚洲奥赛、国家奥赛金牌十余名。
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