再談哥德巴赫猜想

2021-02-07 桃花滿江紅

承接上我的上一篇,《哥德巴赫猜想隱藏的秘密》。

昨天很湊巧,我多久沒有上「知乎」了,無聊地才一登陸上去,就被推送「哥德巴赫猜想證明」。

我認真地看完了前幾段,忍不住給作者留言:

「對不起,我只看到您『基於統計』這四個字,以下種種精妙的推演與計算都不需要看了……」

作者很快給我回復了,吧啦吧啦。

我也說了一大堆,吧啦吧啦……

可是,那些評論後來被人家一怒刪除了,我只記得我最後的一句話。

「建議您去看下,華羅庚先生五十年前給出的『哥德巴赫猜想證明之初等途徑』,以及陳景潤先生的『1+2』。您說的下界,我浮光掠影地掃了一遍,稀裡糊塗。但可以告訴,陳先生之所以功虧一簣,就是因為下界差得遠……」

華羅庚先生逝世四年之後,他的那篇文章才發表,。依稀記得是1989年,可見治學之嚴謹。

陳景潤先生也離開很多年了,江湖流傳一麻袋的故事……

看起來是1+1,其實不是1+1……

哥德巴赫猜想由於理解起來毫無困難,在所有的世紀難題中,知名度最大,參與者最多。

鬱悶的是,三百年來無人成功,包括神一樣的男子歐拉,高斯……

非常巧合,今天有位朋友與我在「百家號」專門討論了「哥德巴赫猜想」的問題。同昨晚我回答知乎作者的問題,如出一轍。

由於沒有徵得人家的同意,就不說名字了,直接上原圖。

圖一

數學是一門精確的科學,即使射一百支箭中了九十九,也不能說百發百中無虛弦。

因為那完全是另外一個概念了,從偶然走向必然,從不確定走向確定,從模糊從向精確……

概率基於統計,它其實是更高一級的規律。

但是,大概率會發生的事情,在面對單個獨立的事件時,毫無說服力。

先排除搞鬼的情況,你不能因為丟硬幣連出了十次正面,就斷定下一次出反面的機率大。也不能因為賭場連開了十把「小」,斷定下一次出「大」的概率變大了,不太可能出「小」……

實際上,概率一直就沒有變化,恆定地保持50%。

我敢斷定,假如隨機地押一萬次寶,輸和贏的次數絕對差不多。但是我猜想,假如你以有限的資金挑戰莊家幾乎無限的賭本,將很難熬到那個時候……

概率基於龐大數據的統計,指出事物演化的傾向。

卻不能用來指導個體。

圖二

這個思路挺精巧,後面卻犯了嚴重的邏輯錯誤。

其實,也就是我前面講的。

即使一百次射箭中了九十九次,也不能夠用它去證明下一次必中。

假如繼續判斷風速、陽光、張力……對「百步穿楊」當然有好處,卻不能夠用來證明你下次必中。

經常有人和我叨咕什麼「六合彩規律」,「雙色球規律」……

我只回答兩個字,扯淡!

就算人家沒有搞鬼,你的分析也是徒勞。

圖三

非常漂亮的圖,反正我畫不出。

可是在這兒,也暴露出了一個危險的信號,π﹙n﹚。

不知道高斯當年是怎麼想的,隨手抓住 π=3.141592653589……用充當區間內素數個數的表達,也不曉得創造一個。

很容易產生歧義。

呵呵,對計算機而言,那就叫符號過載了。

我還記得小時候背圓周率 π,山巔一寺一壺酒……費老鼻子勁,白背了。

高斯提出的素數定理大名鼎鼎,以至於它就叫素數定理而不是別的什麼名字。例如,叫高斯的素數定理,或者素數的高斯定理,素數的某定理……

他自己倒是,沒有給出證明。

我猜測,高斯一定是基於統計,用非凡的洞察力得出來。直至150年後,塞爾伯格竟然用初等方法把它給證明了,石破天驚。

π

素數定理即,π﹙n﹚~n/ln﹙n﹚。

也就是當自然數n趨向於無窮大時,n區間內的素數個數會趨向於n除以n的自然對數。

數論專家喜歡把它寫成「PNT」,好像一種強大炸藥。

例如:

π(100)=25 ……100/ln100=22

π﹙1000﹚=168 ……1000/ln1000=145

π﹙10000﹚=1229 ……10000/ln10000=1087

在n不是很大時,誤差還真不小。

但是,我們把素數定理調換一下,就變成了:ln﹙n﹚~n/π﹙n﹚。

N ln﹙n﹚ n/π﹙n﹚ 百分數差

1000 6.9 1 5.95 16.1

1000000 13.8 12.7 8.45

1000000000 20.72 19.67 5.37

1000000000000 27.63 26.59 3.91

1000000000000000 34.54 33.62 2.71

……

顯然可以看出,當n → ∞ 時,π﹙n﹚與 n/ln﹙n﹚無限接近。

很遺憾,它不能用來用來證明哥德巴赫猜想。

這只是一種基於大數據的統計趨勢,而哥猜是必須對每一個數字都能夠精確證明,不允許出現意外。

圖四

容易被觀察發現的規律,通常是總結出來的。

但是,高深的規律隱藏於幕後,必須依靠非凡的思維與手段才能挖掘出來。

掌握了這些規律,就能推導出未知領域。

例如,牛頓依據萬有引力定律預測了海王星的存在,兩百年後人們才發現它。年青的高斯創立了橢圓軌道法,預測了穀神星的存在……

當我們茫然不知所措時,往往是缺乏一雙慧眼。

在《哥德巴赫猜想隱藏的秘密》一文中,我曾經提到:

沒有任何理論可以精確地預測素數,我們知道的,只是概率。

邏輯體系也不支持未經嚴格計算證明的步驟,運用概率又不能夠精確定位。

假如弄出一個100%,那就不是概率了。

圖五

哥德巴赫猜想馬上要過三百歲生日了,破解似乎遙遙無期。

假如有天才人物創立新的數學理論、工具,或者充分發揮組合數學的威力,說不定明天就能把它解決了。

希望雖然微弱,一定是存在的。

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