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数学家陈景润研究的“1 1”,究竟有什么实际意义?

2019-08-17  晶荣宏祥
数学家陈景润研究的“1+1”,究竟有什么实际意义?

陈景润

中国数学家陈景润研究的“1+1”并非算术的1+1,许多人也误以为陈景润在研究1+1为什么等于2,算法是人类定义的,不需要研究。陈景润研究的“1+1”其实是哥德巴赫猜想的代名词。

数学家陈景润研究的“1+1”,究竟有什么实际意义?

哥德巴赫猜想是近代三大数学难题之一,猜想只有一句话:任何大于2的偶数都可以写成两个质数之和,例如12=5+7,14=3+11,16=5+11(质数是只能被1和它本身整除的数,例如2,3,5,7,11,13,17等)

普通人完全可以看懂题目,但关心的不是如何证明它,而是证明哥德巴赫猜想有什么现实意义呢?换个说法,证明这些与人类生活毫不相关的数学猜想有什么用?

数学家陈景润研究的“1+1”,究竟有什么实际意义?

拿科学举例,科学领域可以分为应用科学基础科学,应用科学就是5G技术、航天工程这类研究方向明确,短时间能有重大突破并对人类生活产生巨大影响的学科;而基础科学主要是探寻万物的本质,例如夸克分割问题和寻找构成世界的基本粒子,这类研究很难直接转化成技术落地,和人类生活几乎没有关系,所以许多人产生疑问,研究这些不着边际的东西有什么用,能吃饱饭吗?还不如做一些实际点的研究。

基础科学确实经常遭人质疑,还被人误以为骗经费,但应用科学的发展是建立在基础科学之上的,如果应用科学是高楼,基础科学就是地基,没有地基何来高楼?数学猜想就像基础科学,虽然直接应用很少,但却能延展出庞大的分支,解决将来可能遇到的许多问题。

数学家陈景润研究的“1+1”,究竟有什么实际意义?

薛定谔方程

400年前笛卡尔发明虚数i时,并没有想到虚数i会出现在300年后的薛定谔方程中;黎曼本人也不会想到,他在19世纪创立的黎曼几何却成了20世纪爱因斯坦广义相对论的数学基础;数学的群论诞生时,没人会想到它竟然可以寻找魔方还原的最短步骤,三阶魔方理论上共有4325亿亿种组合方式,但群论证实:任何三阶魔方最多只需20步就能还原。

证明哥德巴赫猜想的意义之一是:为将来科学技术打下基石,研究数学科学的本质是探索未知,而不是出现问题再开始探索,不解决未知问题,人类科技走不远。

数学家陈景润研究的“1+1”,究竟有什么实际意义?

证明哥德巴赫猜想的意义之二是:在证明过程中,发现新的数学思路和建立新的数学工具,并对其它衍生定理做补充,这些副产品比问题本身更有价值。

破解世界数学难题,往往需要独辟蹊径,这个过程中会诞生新的数学分支,建立新的体系。例如在黎曼猜想的基础上,有超过1000条数学推论存在,一旦将来黎曼猜想被证实,它背后衍生的定理才是“最大受益者”。

数学家陈景润研究的“1+1”,究竟有什么实际意义?

陈景润已经证明的哥德巴赫猜想的弱猜想“1+2”是利用充分大偶数筛法,将已有的数学工具运用到极致,美中不足的是并未创造新工具。想要证明哥德巴赫猜想“1+1”,利用已有的数学定理难有突破,大概率需要自己创造数学工具,一旦“1+1”被证实就会产生多米诺骨牌效应,带来副产品的价值是证明数学猜想的重大意义。

数学家陈景润研究的“1+1”,究竟有什么实际意义?

证明哥德巴赫猜想的意义之三是实际应用,哥德巴赫猜想其实就是研究数字间的规律问题,数字的规律其实和人类生活有密切关系。

拿质数举例(文章开头已给出质数定义),数学家对质数尤其痴迷,喜欢研究最大的质数和质数之间的规律,这些研究有直接应用。例如在网络信息安全中运用到的RSA加密,是利用质数对重要信息进行加密,数学界尚未找到加密后产生的极大数的快速质因数分解的算法,数学家无法破解,所以质数加密的算法可以保护国家网络安全,看似与人类生活无关的质数,实则息息相关。

思考问题不能只顾眼前,哥德巴赫猜想现在没有直接应用,并不代表将来没有,它的价值始终存在,关键在于人类的挖掘。

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