4.1.1 哥德巴赫猜想證明及其成敗原因
摘要:人們?yōu)槭裁唇獯鸩涣松w世難題哥德巴赫猜想?到底怎樣才能攻克它?這是研究者首先要解答的問(wèn)題。
攻克哥德巴赫猜想必須具備主觀(guān)客觀(guān)條件??陀^(guān)條件就是“物質(zhì)”基礎:知識。無(wú)“米”下鍋是進(jìn)攻失敗不可抗拒的客觀(guān)原因。主觀(guān)條件就是研究方法、能力。
所缺“新知識”或曰全新的數學(xué)基本概念、理論,就是連續合數、N值區間之排列、構成形式和規律。
“新方法”就是新的研究思路、計算方法、策略。具體而言,就是新的知識發(fā)現法;可以?huà)叱罢系K”的宏觀(guān)戰略以及微觀(guān)戰役戰術(shù)研究法。
發(fā)現新知識新方法,克服論證失敗的客觀(guān)、主觀(guān)原因,問(wèn)題迎刃而解。反之,應該知難而退。
作者學(xué)淺卻不乏此主觀(guān)客觀(guān)條件,順理成章證明了哥德巴赫猜想“1+1”式數的“區間下限”公式,迎刃而解了難題。
回頭看,突破基礎理論研究,發(fā)現了“新知識”,攻克哥德巴赫猜想挺簡(jiǎn)單:數列2n由r個(gè)“2n值區間”構成,“1+1”式數下限公式=〉公式表明,每個(gè)“2n值區間”的“1+1”式數的下限不僅不小于1,而且隨r遞增而遞增。
關(guān)鍵詞:哥德巴赫猜想;論證;成??;原因;方法
問(wèn)題簡(jiǎn)介:哥德巴赫猜想,是德國數學(xué)家哥德巴赫(C.Goldbach,1690-1764)于1742年6月7日在給大數學(xué)家歐拉的信中提出的。該猜想通常表述為如下兩個(gè)命題。
(1)每個(gè)>=6之偶數,都可以表示成兩個(gè)奇質(zhì)數之和。
(2)每個(gè)>=9之奇數,都可以表示成三個(gè)奇質(zhì)數之和。
(2)是(1)的推論,證明了(1)就大功告成了。
在912年召開(kāi)的第五屆國際數學(xué)會(huì )上,朗道說(shuō)過(guò),證明哥德巴赫猜想是現代數學(xué)家力所不能及的。
1921年,哈代在哥本哈根召開(kāi)的數學(xué)會(huì )上說(shuō),哥德巴赫猜想的困難程度可以和任何沒(méi)有解決的數學(xué)問(wèn)題相比。
1992年2月13日,中科院數研所所長(cháng)王元等人在新聞發(fā)布會(huì )上稱(chēng),“200多年了,哥德巴赫猜想都沒(méi)被解開(kāi),因而再過(guò)幾十年,甚至100年也不稀奇”。
因此,該猜想被譽(yù)為“數學(xué)史上最偉大的猜想”、“世界超級難題”、“數學(xué)皇冠上的璀璨明珠”。
其研究經(jīng)驗教訓、成果已經(jīng)廣為人知,不必敘述。
4.1.1.1 證明哥德巴赫猜想的成敗原因
(1)論證哥德巴赫猜想成敗的主客觀(guān)原因
(說(shuō)明:為了‘科普’研究常識、便于閱讀理解論文,筆者打破論文寫(xiě)作慣例,‘創(chuàng )新’增寫(xiě)了研究思路、方法、條件。如果不被認可,刪除本章便是。)
筆者發(fā)現,運用現有的知識不可能解答哥德巴赫猜想,攻克它非得有嶄新的知識不可。做不了無(wú)米之炊,至今近300年了,無(wú)數人研究由是功虧一簣。因此,未知的“新知識”成為進(jìn)攻路上“不可逾越的障礙”,是論證猜想必然失敗的不可抗拒的客觀(guān)原因。沒(méi)有(能力)發(fā)現它們,以及怎樣利用它們消除障礙(‘利用’‘消除’必有對錯方法),是論證猜想失敗的主觀(guān)原因。
換言之,攻克哥德巴赫猜想必須具備主客觀(guān)條件,缺一不可??陀^(guān)條件就是“物質(zhì)”基礎:知識。主觀(guān)條件就是研究方法、能力。
不言而喻,發(fā)現新知識新方法,克服論證失敗的客觀(guān)、主觀(guān)原因,問(wèn)題迎刃而解。反之,應該知難而退。
不但研究哥德巴赫猜想必須具備主觀(guān)客觀(guān)條件,而且一切科學(xué)研究、發(fā)現、創(chuàng )新,都必須具備主觀(guān)客觀(guān)條件。
4.1.1.2 論證哥德巴赫猜想必備的新知識
論證失敗的客觀(guān)原因是“無(wú)米下鍋”,筆者探討數十年,終于確認此“米”,或曰新知識或曰全新的數學(xué)基本概念、理論,就是眾所周知其然而未知其所以然的數列、連續合數、N值區間之排列、構成形式、內涵和規律。
與論證失敗的主觀(guān)原因反其道而行之,發(fā)現新知識的正確方法,就是從客觀(guān)實(shí)際出發(fā)進(jìn)行基礎理論研究,周全探討連續合數與N值區間排列、構成形式規律之“所以然”。
筆者僥幸發(fā)現了解答哥德巴赫猜想不可或缺的此兩類(lèi)平常渺小的“新知識”,或曰數學(xué)基礎常識,并證明了“N值區間定理”“連續合數定理”(見(jiàn)下<兩項重大基礎理論突破>)。
4.1.1.3 論證哥德巴赫猜想成敗的方法
“新方法”就是新的研究思路、方法、策略。具體而言,就是新的知識發(fā)現法;可以?huà)叱罢系K”的宏觀(guān)戰略以及微觀(guān)戰役戰術(shù)研究法。
a. 解答“1+1”可行性分析
英國杰出數學(xué)家哈代(GodfreyHarold)說(shuō):“能夠最終證明猜想的方法,應該與我與李特伍德的方法類(lèi)似,我們不是在原則上沒(méi)有成功,而是在細節(有研究家改稱(chēng)‘余項’‘波動(dòng)’,筆者認為當叫‘誤差’)上沒(méi)有成功”??陀^(guān)地說(shuō),就是以“1+1”式數“連乘積公式”為代表的大師們的“1+1”答案數估計公式,都表明了“答案數”不僅不小于1,而且隨偶數增大而遞增的趨勢,雖然原則上已經(jīng)證明了哥偶猜成立,似乎問(wèn)題解決了。但是該公式存在“根本無(wú)法解決”的、從而引發(fā)貌似可能改變結論的質(zhì)疑之“細節”問(wèn)題。數學(xué)界因此不予認可,功虧一簣。此后許多數學(xué)家千方百計都攻而不克,“細節”成為攻克“1+1”的“不可逾越的”障礙。
總之,只要化解了“細節”(準確說(shuō),完全消除由‘細節’引發(fā)的猜想不成立的不實(shí)質(zhì)疑),就大功告成。反之,找不到“細節”及其成因、化解方法,就束手無(wú)策。
b. 解答“1+1”的戰略方案
毫無(wú)疑問(wèn),要想攻克哥德巴赫猜想“1+1”,首先要做宏觀(guān)戰略考量,找到證明它的正確、可行的途徑、方法。
證明方案有哪些?哪種方案可行?障礙在哪里,成因是什么,怎樣掃除障礙?還沒(méi)有人提出討論這個(gè)問(wèn)題。作者特地開(kāi)頭,拋磚引玉。
從偶數表成兩自然數和的形式種類(lèi)推知,可以采取的證明法有“窮舉(驗證)法”,顯然此路不通?!案怕史ā?,即證明2n表成兩素數和的概率,雖可行,但難免被質(zhì)疑“概率不等于必然”,或有例外?!昂Y(除合數)法”,“計算(‘答案數’)法”(兩法異名而已)?!肮椒ā?,即證明n-x,n+x同時(shí)為素數,再證必有2n=(n-x)+(n+x)?!皻w納法”,即證明“不大于(r-1)項素數2倍的偶數集,是奇素數列前r項兩兩素數之和的不同值集的子集”?!胺醋C法”,即假定命題不成立,證明假設成立不成立。