哥德巴赫猜想的核心问题是:我能与我不能的问题。即人类能证明它还是它本身存在人类却不能证明它的问题。更确切一点就是它既成立而又不成立的问题。
一、 哥德巴赫猜想的简介:
1、问题由数学家哥德巴赫提出:任何大于6的偶数都能写成两个素数之和,即“1+1=1”。后延伸为孪生素数问题。
2、证明现状:陈景润证明出来“1+2=1”,即任何大于6的偶数都能写成一个素数加上两个素因子相乘的形式。还有梅森等数学家关于素数分布规律的探讨。但几百年来,没有一个数学家证明它是成立的或不成立的。
二、 我们的思考
1、最朴素的逻辑思考。即如果谁能给我所有素数我就能证明它不成立。如果有人能给定所有素数2、3、5、7……k,那么我能找到一个偶数m,即m=2*3*5*7……*k,m-2=2*3*5*7……*k-2=2*(3*5*7……*k-1)为合数。同理:m-3=2*3*5*7……*k-3=3*(2*5*7……*k-1)为合数。以此类推,即m减去所有的质数结果为合数,也就是哥德巴赫猜想不成立。
2、谁能给出所有素数的问题。这是不可能的。因为所有素数一旦给定,那么它就是有限的,显然与素数无限是相矛盾的。我们先来讨论素数实质问题,首先素数是无限的,这个已经证明了。然后是素数能不能用一个表达式来表示呢?这个也容易证明不能。因为素数在平面坐标系里的图像是无规律曲线。综上所述,既然无法给定所有素数,由两个素数相加得到任一偶数的猜想在逻辑上是矛盾的。
3、我能与我不能的问题。如果我们所有数学知识和理论并不是人类创造或证明出来的,而是它本身就存在的。即我们只是发现而已。那么我们的数学体系就危险了,大厦将崩塌,也就是第四次数学危机。
三、 有哪些危机呢?
比如自然数与偶数,从集合的角度看他们两个集合的元素是一一对应的,是相等的。即{0,2,4,6,8,……2n}和{1,2,3,4……n}是相等的,但我们只讲元素个数相等,而不是说元素都相等。如果把它“本身”就“存在”当成上帝,上帝说他们两个集合是一模一样的,只是人类不赞同,也就是1和2是一个意思,2和3也是一个意思,人类肯定不干了。这只是其中一个危机。
比如,三角形的中位线与底边的长度一样长,人类也不干了。
比如,奇数和偶数也是同一个集合,人类也不干了。
比如,两点之间曲线与线段一样长,人类也不干了。
所有的一切都变了,大厦也就倒了。
但是如果“上帝”说,其实你们人类已经发现的那些确实是一样的,只是你们一直在大厦里,没有出来看。
“上帝”举例说。
在平面坐标系里,
是一条直线,把这条直线旋转α度就得到
难道
两条直线不是一样的直线了吗?把
往上移一单位变为
难道
不是一条直线了吗?也就是1=2,2=3……
你们不是求导吧曲线变成直线吗?也就是两点之间曲线与直线不是一样长吗?
“上帝”还说,你们发现了,但不敢面对,关键是你们还认为你们什么都能证明。
言归正传,回归哥德巴赫猜想。
素数的实质是素数的确定性与不确定性是共存的。比如我们确定了
那么就会有
不能确定。
如果整个素数集合由不确定集合和确定集合组成,那么这两个集合是什么关系呢?我们可以用筛法不停地确定更多更大的素数,也就是我们可以扩大可确定的集合的范围。即增加元素。那么是不是可以确定整个素数集合呢?“上帝”笑了,当我们不停地把不可确定的集合元素确定后加入确定集合,不确定集合的元素也随着增加,我们就好解释了。当素数集合一旦确定,那么哥德巴赫猜想不成立,即有2*3*5*7……*k减去所有素数
为合数。而不确定集合里的元素使得1+1=1成立(下面将阐述)。所以哥德巴赫猜想实质就是成立和不成立并存。
我们先看素数元素确定时的情况,比如确定素数集合{2,3,5,7},那么就会找到一个偶数2*3*5*7=210。210减去素数集合{2,3,5,7},结果为合数即哥德巴赫猜想不成立。但同时不确定的素数集合有{11,13,17……203},随着产生有210=13+203,符合1+1=1。即哥德巴赫猜想成立。我们原来的思路就是在想无限集合里,找到一个偶数使得哥德巴赫猜想不成立或者找不到一个偶数使哥德巴赫猜想成立(陈景润1+2=1的思路)。现在我们不需要了。因为确定有限集合后一定能找到一个偶数,m=2*3*5*7……*k使哥德巴赫猜想不成立。但同时不确定集合也在m内产生。使得哥德巴赫猜想成立。当然不确定集合
存在,但不能确定。这也正是我们之前犯的错,即把哥德巴赫猜想放在不确定集合去证明,即1+2=1与1+1=1不是一步之遥,而是差之千里。
虽然我们可以把不确定素数集合元素变为确定素数集合元素,也可以把确定素数集合元素变为不可确定素数集合元素。比如20以内有一个确定的集合{2,3,5};不确定素数集合{7,11,13,17,19}。我们可以把7移到确定集合里也可以把5放进不确定集合里,但不能违反确定集合概念。即确定集合符合
也就是说把7放进确定集合后则2*3*5*7=210,不确定集合也变为11……203。如果把7放进不确定集合里,那么不确定集合为7,11……29,即∈m,m=2*3*5=30。
如此以来,我们需要定义一个对应关系:ɵ它象征着圆与直径的关系。这种对应包括平移、旋转、放大、弯曲、拉直 。比如:ɵ(x)=2x,为f(x)=x的直线旋转α角度得到直线f(x)=2x ɵ=tanα=2。这样我们就可以描述哥德巴赫猜想了。{kp}为确定素数集{ki}为不确定素数集,{m}为偶数集,
所有元素组合,即“1+1”。
哥德巴赫猜想的危机在于,对无穷集合重新定义,即元素集合包含确定集合和不确定集合。确定集元素是确定的,不确定集元素是不确定的。确定集可以证明,不确定集不能证明。两个集都有互相矛盾的结果,如果定义成立,那么许多数学理论就得重新论证了。
综上所述,一个新的数学世界也许将来到人间。
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