本帖最后由 shuluns 于 2013-7-22 13:48 编辑 . V$ t0 K0 {5 z1 c6 {6 C- ~ 9 ~- t) X+ F- x1 K7 u 6 a6 F' ?5 F$ R3 J1 z3 R中国学者提出广义哥德巴赫猜想 + t% ^5 t4 i' f& ~9 Q! C ; o' i ?+ z G6 u- `6 D7 a/ t3 D( A+ Q- g
2013年5月,张益唐在哈佛大学作报告率先证明“弱孪生素数猜想”的同时,法国高等 4 o, D5 j1 K' C9 ]8 y4 _7 T8 c
师范学校教授Harald Helfgott在网上间接证明了弱哥德巴赫猜想:任何一个大于7的奇 0 a* o4 f; Y8 b5 G: M9 ?, O
数都能被表示成三个奇素数之和,从而彻底解决了三素数定理。2013年,是世界数学界 " P% r9 p" ~$ b5 y6 |
的素数年。 * `( B) o- O+ t+ q) v
5 Y+ V; u% U3 h; H哥德巴赫猜想:任何一个大于4的偶数都是两个奇素数之和。 3 ~& q. v! F0 D' b; i& F C( e
. _# x1 y3 W4 \9 J$ e4 w中国一学者在10多年前就提出了广义哥德巴赫猜想:素数对称性定理。 f0 Y( U2 X9 ]% l- R
. l. B4 ~7 p7 F! {$ f; l: h
定理如下:% w0 v- y% d9 u* D
在首项L与公差q(L<q, q≥3)互素的等差级数中,对于该级数中的任一项x/2,x/2 >φ(q)*q^2,9 N/ u, v5 X/ Z7 x& a3 {) q+ v1 e
φ(q)为q的欧拉函数,至少有一对素数关于x/2对称。即:x可表示为该级数的2个素数之和。 1 U% ]4 h1 S+ Y# f+ T 6 y% b$ G. H, K, `2 N {G(x,q)表示该级数中对称素数个数。 0 i$ f: o# r. U. L) b" v当 q=2^m,G(x,q)≥1/φ(q)*1.32*x/(ln x)^2 + O(√x/ln√x)。当 q=2^m 且x不能整除" J B2 E2 E5 p4 H" g
小于√x的奇素数时,G(x,q) =1/φ(q)*1.32*x/(ln x)^2 + O(√x/ln√x)。 5 C3 \: B# ]% d$ P& e8 [1 g当 q为奇数时,G(x,q)≥1/(φ(q)-1)*1.32*x/(ln x)^2 + O(√x/ln√x)。当 x=2^n 或x不能 / k9 X8 W6 N$ s整除小于√x的奇素数时,G(x,q) =1/(φ(q)-1)*1.32*x/(ln x)^2 + O(√x/ln√x)。* G" S7 z+ i! O) `7 i# U3 }. Y. p' o
当 q=2^m*j(j为奇数),G(x,q)≥1/φ(2^m)*(φ(j)-1)*1.32*x/(ln x)^2 + O(√x/ln√x)。当 6 W! ]( v8 B/ f2 H$ u7 t; G1 j
q=2^m*j 且x不能整除小于√x的奇素数时,G(x,q) =1/φ(2^m)*(φ(j)-1)*1.32*x/(ln x)^2 6 W; p4 F9 U: o3 I1 Q( X" Y6 R/ p
+ O(√x/ln√x)。 : ?/ \* V% \* m; v% W. k+ Y: j! n3 k. D6 m
由此可见,当q=2,q=3或q=6时,G(x)=G(x,q)≥1.32*x/(ln x)^2 + O(√x/ln√x)。即哥德巴赫 ' N$ h: _4 b- ?! }* c5 `) o5 ?+ w. A猜想表达式。当q=2,q=3或q=6,且x=2^n 或x不能整除小于√x的奇素数时, G(x) =G(x,q)= 7 s3 B# E* p1 K7 w5 Z: S1.32*x/(ln x)^2 + O(√x/ln√x)。即哥德巴赫猜想表达式与孪生素数猜想表达式相同。 . i# q8 H3 H! H5 T t当 q=1或2,即哥德巴赫猜想。 + I d9 z$ I6 T4 R3 `! ]" g# M# W* k% H9 I4 [, F
Hardy曾说过:“如果哥德巴赫猜想有一天被证明,其方法应该类似于我和Littlewood 7 D+ ?6 F- ]2 G$ u
的方法”,不是圆法无力,而是我们的分析工具不够。我们不是在原则上没有成功,而 * `9 t+ d5 ~& U1 C: |, \) N3 j是在细节上没有成功。” ; b3 x2 V8 Q% z# q ( L# t2 f h4 q7 p1 p6 K- s d0 I! C证明哥德巴赫猜想最有效的两种方法圆法和筛法,现在只能逼近,无法成功。是方法的 6 s; M( g& P* Z- h" o局限还是细节的疏忽?令人深思。 # I) |+ x6 \, g: t7 m4 j: k( x# K$ m
哥德巴赫猜想与孪生素数猜想同源。 & V7 L/ o3 r# i' `, b! o
# T( `7 k5 j) h& Z, D: o) p
孪生素数猜想:世界上最远的距离,不是7000万到无穷大的距离,而是彼此相邻,却永 ( [" u j( N+ J3 q# r7 r2 ?9 K
远无法走到一起。哥德巴赫猜想:世界上最远的距离,不是无穷大的距离,而是彼此相 2 G' d$ y- y* z* t
对,却得不到社会的认可。 ) q3 N+ i4 F$ P4 b& f# ]# L. `' G7 {8 Q4 s0 j' ]
广义哥德巴赫猜想所提出的素数对称性定理,揭开了素数的对称性分布之谜。无序中的 }: Z& G, [* M
有序,有序中的无序。素数的对称性,才是哥德巴赫猜想的本质。问题的提出,也许比 % y1 O W( s+ l6 Z0 g
解决问题本身更有价值。 2 q% W" g; c$ R. S7 Q( T
$ R; d: B' _8 R: a: e& X% E素数对称性定理的发现,犹如打开了素数分布的黑洞,过去对哥德巴赫猜想的所有证明 ' d8 y! ]2 D1 h8 Z. x,包括最好的证明(1+2),有可能变成废纸一张。也许这就是素数对称性定理不为人 4 n- N# q( [6 ]) y! ^: O
知的原因。 - v0 f3 ^3 J: G$ t K5 H5 \; g) F; w4 }% o9 V
一数学教授曾经对此定理作过预测:除非外国数学家首先提出,否则国内无人接受。 # S# ^( q( Q. q: D4 H
% V+ @- r, \% }0 F% G6 O
张益唐破译的弱孪生素数猜想,其实是广义孪生素数猜想中当q<3500万,2q<7000万 ; X# b' \# {% s/ l
的弱形式。q=1,即孪生素数猜想。对于数学家来说,7000万与7000并无质的差别。如同 6 c m3 Q C6 z宇宙演化的历史,时间静止一般,一万年与一亿年也无质的差别。 ( B* z# ^- H, \2 E% _( c) F) X4 ~9 T) K
, d' A. U5 k7 h h4 `5 [" b孪生素数猜想首先从广义孪生素数猜想取得突破,出乎数论学家的意料。哥德巴赫猜想 ( Z- Q K9 O+ A, m e! \. L能否另辟蹊径,从广义哥德巴赫猜想取得重大进展,也未可知。 J, e$ X7 C1 p9 o# s7 T/ S9 U- n: Q% u# A" x* d( l
素数对称性定理,无疑是一个惊人的发现。它不但揭示了素数对称性分布的普适性,而且 6 R$ M+ C O, s6 r6 e
揭示了哥德巴赫猜想与孪生素数猜想内在的同一性。 / |* Y* j. B# D9 c$ v
2 @( J: t$ ?2 J) h( X 0 n6 ^" U/ I, {$ A- P+ c1 v附:关于算数数列中素数对称性定理的科普说明 ( X' [3 v9 [8 s; ?9 K4 M9 g! P& N9 P$ f1 N& g4 O
: c7 V8 s e) R) z9 N8 }q=1,为自然数列。q=2,即奇数数列。 % V( A! U' I! n
, Q1 Y/ a% i6 E f% x
q=3,因为64=1+3k,取N/2=64,N=128。此时,能表示为1+1的素数个数最少。只需考察素 * S- _. n9 y$ m. j6 m/ x% {0 Z
数个数最少即可。 : G& R6 G0 i T; [; N, f5 t
首项为1,公差为3的1+3K数列为: 0 a0 k. s* j; n/ ~4 ?1,4,7,10,13,16,19,22,25,28,31,34,37,40,43,46,49,52,55,58,61,64,67,70,73,76, % L0 P- d1 K# I/ W5 J$ c
79,82,85,88,91,94,97,100,103,106,109,112,115,118,121,124,127。 6 V o: T7 f+ L M7 E6 K0 d' Q
当N/2 >φ(q)*q^2,即N/2 >18时,N >36时,128可表示为这个数列之中的两个素数之 & [8 N4 F+ t* J) T' t3 r1 J
和。 7 |- b. ^. _0 h8 j* {! c* U- M' n
128=19+109=31+97=61+67。共3对6个素数。 " k" |1 r& Q; S* x L' C, |/ z5 S: h# {3 y. t$ d
q=3,因为62=2+3k,取N/2=62,N=124。此时,能表示为1+1的素数个数最少。 s5 M4 z: h* p
首项为2,公差为3的2+3K数列为: ) n P# S1 W" D6 a1 e
5,8,11,14,17,20,23,26,29,32,35,38,41,44,47,50,53,56,59,62,65,68,71,74,77,80, # U* x9 s" i6 Q4 C83,86,89,92,95,98,101,104,107,110,113,116,119。 : ~6 D+ Z S6 Y# r0 d1 Q5 P+ E
当N/2 >φ(q)*q^2,即N/2 >18时,N >36时,124可表示为这个数列之中的两个素数之 ( F4 Y$ c, G. k2 p和。 1 \4 q( p" a5 C; U! h0 K1 J" q124=11+113=17+107=23+101=41+83=53+71。共5对10个素数。 3 [ {# W; {. ~
2 j- w* b4 I" y( H: i/ w
128以内的孪生素数对个数为:3,5,5,7,11,13,17,19,29,31,41,43,59,61,71,73,101, " U4 O* n' {4 l* x- Z
103,107,109。共10对孪生素数。 5 I) t9 l+ U4 K" a124以内的孪生素数对个数为:3,5,5,7,11,13,17,19,29,31,41,43,59,61,71,73,101, . k, c9 q9 N" \; Q, f6 |! b. ~+ ^3 L
103,107,109。共10对孪生素数。 $ v1 U) Z9 N4 Z* P可见: % n0 }! p. W4 L2 B4 ?! Z' @, P; b) S128可表示为该数列的两个素数之和,共3对6个素数。几乎等于10/(φ(q)-1)=10。 5 a2 I+ |% G* U; I124可表示为该数列的两个素数之和,共5对10个素数。等于10/(φ(q)-1)=10。 ' t& O+ v4 U) u' v, { M
/ E8 Y: c( A8 A& R+ f& tq=4=2^2,因为61=1+4k,取N/2=61,N=122。此时,能表示为1+1的素数个数最少。 6 {5 E7 ?; g$ Y* W+ ^0 y首项为1,公差为4的1+4K数列为: 7 T8 v0 Z( {; ^$ |9 Y# u1,5,9,13,17,21,25,29,33,37,41,45,49,53,57,61,65,69,73,77,81,85,89,93,97,101, 2 W6 J+ V% { S& k
105,109,113,117,121。 & l- l5 g/ C" V- r, r% B) t# D当N/2 >φ(q)*q^2,即N/2 >32时,N >64时,122可表示为这个数列之中的两个素数之 / O+ c! b7 d$ O0 u" a! X% h# I和。 8 I6 N# `3 d9 y# o t0 O
122=13+109=61+61。共2对3个素数。 - ?. S; f v* k! J" _$ J" Z
122以内的孪生素数对个数为:3,5,5,7,11,13,17,19,29,31,41,43,59,61,71,73,101, 6 {7 B$ w/ R: z z1 O
103,107,109。共10对孪生素数。 " B' ]/ R& q' i可见:122可表示为该数列的两个素数之和,共2对3个素数。几乎等于10/φ(q)=5。 0 T( J0 O |- T6 T* ?" g9 o* K$ k" Q; @0 Q8 G |) ^
q=4=2^2,因为67=3+4k,取N/2=67,N=134。此时,能表示为1+1的素数个数最少。 ' G) i% j" a. m4 N, o
首项为3,公差为4的3+4K数列为: 3 a# \' d+ @) l# l3,7,11,15,19,23,27,31,35,39,43,47,51,55,59,63,67,71,75,79,83,87,91,95,99,103, 5 F& V" P" [' O. Q# I107,111,115,119,123,127,131。 6 r. {/ ] E) V/ ?1 |
当N/2 >φ(q)*q^2,即N/2 >32时,N >64时,134可表示为这个数列之中的两个素数之 % {( I# C+ }0 m
和。 9 m: U' p0 [7 ], t. y7 j1 S134=3+131=7+127=31+103=67+67。共4对7个素数。 H- t/ ~% q( h& ?
134以内的孪生素数对个数为:3,5,5,7,11,13,17,19,29,31,41,43,59,61,71,73,101, 4 A& m, s: ~/ l5 ?
103,107,109。共10对孪生素数。 8 R& w! {0 O7 M! R
可见:134可表示为该数列的两个素数之和,共4对7个素数。几乎等于10/φ(q)=5。. g' a" p2 i/ _4 S