《数学大世界之数的畅想曲(大字版)/中国科普大奖图书典藏书系》:
孪生质数之谜
一胎所生的哥俩叫孪生兄弟。你知道吗,质数也有孪生的。数学上把相差为2的两个质数叫“孪生质数”或“双生质数”。
孪生质数并不少见,3和5,5和7,11和13,17和19,29和31都是孪生质数,再大一点的有101和103,10016957和10016959,还有1000000007和1000000009。
人们已经知道:
小于100000的自然数中有1224对孪生质数;小于1000000的自然数中有8164对孪生质数;小于33000000的自然数中有152892对孪生质数。
目前所知道的最大孪生质数对是:
1000000009649和1000000009651
那么,双生质数会不会有无穷多对呢?这个问题至今没有解决。早就有人猜想孪生质数有无穷多对,但是至今没有人能证明。
孪生质数使数学家又想起了“三生质数”。如果三个质数甲、乙、丙中,乙比甲多2,而丙又比乙多4,那么质数甲、乙、丙就叫作“三生质数”。比如5、7和11,11、13和17,17、19和23,101、103和107,10014491、10014493和10014497等,都是三生质数。
三生质数会不会有无穷多呢?至今仍是一个谜。
看来好像很简单的问题,想给出个确切答案有时非常困难。
一个迷人的猜想 6=3+3,8=5+3,10一5+5,12=5+7,28=5+23,100=11+89。每一个大于4的偶数都可以表示为两个奇质数(除去2以外的质数)之和。这个事实被200多年前的哥德巴赫发现了。
哥德巴赫本来是普鲁士驻俄罗斯的一位公使,他的业余爱好是钻研数学。哥德巴赫和著名数学家欧拉经常通信,讨论数学问题。这种联系达15年之久。
1742年6月7日,哥德巴赫写信告诉欧拉,说他想发表一个猜想:每个大偶数都可以写成两个奇质数之和。同年6月30日,欧拉给他回信说:“每一个大偶数都是两个奇质数之和,虽然我还不能证明它,但……”
后来,哥德巴赫根据9—3+3+3,11—3+3+5,27—3+11+13,103—23+37+43,又提出,每一个大于或等于9的奇数,都可以表示为三个奇质数之和。
每一个大于4的偶数都可以表示成两个奇质数之和。对于哥德巴赫的这个猜想,有人对偶数逐个进行了检验,一直验算到三亿三千万,发现这个猜想都是对的。可是,偶数的个数无穷,几亿个偶数代表不了全体偶数。因此,这个猜想对于全体偶数是否正确,还不能确定。
150年过去了,直到1900年,哥德巴赫猜想仍没有解决。就在这一年,德国著名数学家希尔伯特在第二届国际数学家会上把“孪生质数猜想”和“哥德巴赫猜想”作为19世纪最重要的问题提了出来。
……
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