很多人可能會誤解陳景潤證明了“1+2=3”,但他其實根本就沒有證明“1+2=3”,而且這個公式也不需要證明,因為這是始終成立的恆等式,這是數學公理。事實上,數學家陳景潤所證明的是“1+2”。那麼,“1+2”是什麼意思呢?
關於“1+2”的含義,就需要說到數學上一個至今懸而未解的難題——哥德巴赫猜想。在18世紀,數學家哥德巴赫提出了一個有關整數分拆的問題,他寫信向大名鼎鼎的尤拉尋求證明。
尤拉把哥德巴赫當年提出的猜想改寫成我們現在所熟知的形式:
對於任意一個比2大的偶數,它能夠拆分成兩個質數之和(可以有多種拆分方式),這就是所謂的“1+1”。
對於較小的偶數,可以很容易列出公式,符合哥德巴赫猜想,舉兩個具體例子:
14=3+11=7+7
100=3+97=11+89=17+83=29+71=41+59=47+53
上圖為把偶數(從4到100萬)拆分成兩個質數之和的方法數量
然而,要證明所有偶數是否符合這一規律十分困難。雖然尤拉認為這個猜想可能是正確的,但就連他這樣的大數學家都沒能解答哥德巴赫猜想。時至今日,在哥德巴赫猜想提出將近300年之後,這仍然是未解的難題。
既然無法一步到位證明哥德巴赫猜想,數學家採取迂迴的方法,希望能夠逐步接近哥德巴赫猜想。此前,數學家逐步證明了“9+9”、“5+5”、“3+3”、“1+4”(由我國數學家王元證明)、“1+3”。目前,最接近哥德巴赫猜想的證明是由我國數學家陳景潤在上個世紀60年代獨自完成的。
陳景潤的草稿紙
透過數論中的加權篩法,陳景潤證明,任意一個充分大的偶數都能夠拆分為1個質數和1個自然數之和,而這個自然數是一個殆質數,它等於兩個質數的乘積,結果可以表示為:大偶數=質數+質數×質數,這就是所謂的“1+2”,也被稱為陳氏定理。
那麼,接下來完全證明哥德巴赫猜想是否就是水到渠成的事情呢?
絕大部分數學家認為,陳景潤所用的篩法已經達到了極限,以此為基礎,幾乎不可能證明出哥德巴赫猜想。為了證明“1+1”,或許需要大幅改進目前的方法,或者需要全新的數學方法。