數學思維如何建立?和7歲娃聊聊哥德巴赫猜想,你也來試一試?

2020-12-05 真理財

沒想到,這幾天,一個離我們生活很遠的數學難題——黎曼猜想再次被刷屏了。

9 月 24 日,在德國海德堡舉行的第 6 屆海德堡國際數學與計算機科學獲獎者論壇上,現年 89 歲的英國著名數學家、阿貝爾獎和菲爾茲獎得主麥可·阿提亞,提出了證明黎曼猜想的「簡單思路」,並稱沿著該思路可以證明黎曼猜想。

但是,阿提亞的證明,尚未得到廣泛承認。

在數學的發展過程中,大多數宣稱證明猜想的,最終都被否定。

不過,黎曼猜想受到如此多的關注,我作為數學人,還是覺得很開心的。

假如阿提亞的證明是對的,我希望自己在有生之年能夠「看懂」它(捂臉)。

黎曼(1826-1866),是歷史上最具想像力的數學家之一。

關於黎曼猜想

1.人類歷史上有三大著名的數學猜想:費馬猜想、哥德巴赫猜想、黎曼猜想。

2.1859年,德國數學家黎曼被選為柏林科學院院士,作為回報,他向柏林科學院提交了一篇是為《論小於給定數值的素數個數》的論文,黎曼猜想從此誕生。

3.黎曼猜想,是當今數學界最重要、最期待解決的數學難題。它是公認的數學七大難題之一,也是上世紀數學大師希爾伯特提出的23大難題之一,是跨兩個世紀的難題。

4.當今數學文獻上,有一千多條數學命題以黎曼猜想為前提。如果它被證明,就意味著上千個數學命題變為定義;如果它被證偽,這一千多個命題將從此作古,又要重新探索。

5.黎曼猜想關注的是素數(也就是質數)的分布,這是人類的認知邊界。

6.黎曼猜想是什麼,普通人很難看得懂。

7.質數,凡是上了小學五年級的人,都知道它的定義——只能被1和自己整除的整數。

8.質數可以被看作是自然數體質的原子。

9.質數,已經成為全世界網際網路加密,最重要的算法手段。

10.說起素數(質數),更加有名的是哥德巴赫猜想。因為從結論上,要比黎曼定理容易讀懂——偶數都能表示為兩個質數之和。

11.在突破哥德巴赫猜想和黎曼猜想的過程中,有很多成果是並行產生的,兩者有一定相關性。

12.質數,這麼簡單的數,它恰恰反映了整個世界甚至整個宇宙的本質。

有人說,在不同的宇宙下面,物理規律會發生變化,但是數學規律不會發生變化,任何一個數字無論是用二進位還是十進位、十六進位,在任何平行宇宙,哪怕萬有引力定律失去作用的時候,它該是質數,依然還是質數。

這種貫穿宇宙時空的規律,不是很引人神往嗎?但是我們對它的認識依然很少。

13.對質數的探索,本身就代表著人類對整個宇宙的探索。

14.孩子對數學的興趣,不要僅僅停留在功能上。

15.可以讓小學的孩子開始去了解這些偉大猜想的內容,如哥德巴赫猜想,讓TA們知道,如此簡單的規律,卻如此難以證明,了解數學本身的魅力和難度。

16.兒子一年級時,我試圖給他闡述「質數無限性」的定理(早在2000多年之前就已經被證明了),孩子開始並沒有聽懂。但是講的次數多了,在三四年級的時候,他已經能基本掌握,並且領略到其中奧妙。

17.我想,這才是真正的啟發數學思維吧——不功利、欣賞美、有敬畏,這才是我們才未知世界的正確態度。

6分鐘視頻

三年前我給7歲兒子講

哥德巴赫猜想

我此前寫過的關於數學教育的文章:

數學思維到底該咋建立?學而思的奧數班究竟有沒有用?

假如孩子都去讀金融,這個世界會變得很糟。。。

本文編輯:李小白

本公號不接受任何形式的金融產品廣告

特此聲明

相關焦點

  • 世界數學難題:哥德巴赫猜想
    你以後千萬別出去說哥德巴赫猜想是證明1+1=2的,這實在是太雷人了。我還記得我小時候,有老師教育我說,數學很難啊,很嚴謹啊,你看1+1=2證明起來都那麼費勁,以此鼓勵我嚴肅對待數學,這種雞湯一定要避免啊,笑死個人了。1+1=2是定義,2就定義為1與1之和。
  • 沭陽27歲小夥研究「哥德巴赫猜想」 加入世界數學家譜系
    大家對偉大的科學家、物理學家愛因斯坦一定不陌生,而在宿遷市沭陽縣,有一位27歲的小夥子周密,竟然和愛因斯坦出現在同一數學家譜系裡,這可以說是相當厲害了。   周密的譜系第一代根源是希臘數學家丟番圖。
  • 數學史上的王冠——哥德巴赫猜想
    1742年,哥德巴赫在給聲名顯赫的歐拉的信中提出了以下猜想:任一大於2的整數都可寫成三個質數之和。質數就是除了1與本身外,沒有其他的約數,如7的約數只有1和7。哥德巴赫提出的猜想舉例:10=1+2+7, 101=3+7+91。然而,歐拉經過反覆的思考,即不能給出證明,也不能舉出反例,只能在給哥德巴赫的回信中說明自己無法證明,但相信哥德巴赫提出的命題是正確的。同時,歐拉對哥德巴赫猜想給出了另一種等價陳述:任一大於2的偶數都可表示成兩個質數之和。如10=3+7,100=3+97。此即為歐拉版本的哥德巴赫猜想。
  • 簡單的1+1和世界數學難題哥德巴赫猜想到底是什麼關係?
    ——華羅庚每天十分鐘,數學很輕鬆!歡迎來到暖爸的數學碎碎念。大家好,我是愛數學的暖爸。今天跟大家一起分享一下1+1和哥德巴赫猜想的故事。我們大家都應該聽說過,我國著名的數學家陳景潤證明了1+2的問題,但是1+1卻沒人能證明出來。小時候聽說這個故事的時候一直腦子裡有一個疑問。「1+2」和「1+1」那麼簡單的事情,還需要證明嗎,而且還證明不出來?
  • 關於世界數學三大猜想之一的哥德巴赫猜想的解答
    他的數學經歷:小升初考試時,算術得了滿分;入伍後,曾在成空第13團21營給戰士們講三角函數和複數課;讀軍校時,數學成績是全班107名學員當中最好的;在成空混成11旅教導隊上過專業課、物理課和數學課;考研時數學考的分最高;考博時數學竟得了70分(滿分100,40夠);能講初中數學和高中數學;能講《高等數學》、《工程數學》和《考研數學1~3》;講過1~9年級奧數。
  • 分析:為什麼龐加萊猜想比哥德巴赫猜想重要
    破解龐加萊猜想:為什麼比哥德巴赫猜想重要得多  新華網北京6月4日電 「比哥德巴赫猜想重要得多」——關於百年數學難題的四問  新華社記者李斌  「七大世紀數學難題」之一的龐加萊猜想,近日被科學家完全破解,而且是中國科學家完成「最後封頂」工作——中山大學朱熹平教授和旅美數學家
  • 漫畫:什麼是 哥德巴赫猜想?
    首先讓我們來回顧一下素數的含義:所謂素數,就是除了1和它本身以外,無法被其他自然數所整除的數。比如 2,3,5,7,11,13,17,19.話說有一天,哥德巴赫同學腦洞大開,發現有許多正整數都可以寫成三個素數之和。什麼意思呢?讓我們看幾個例子:整數9,可以寫成 2+2+5整數16,可以寫成 2+7+7整數30,可以寫成2+11+17那麼,如何能證明,任何一個大於5的整數都可以寫成三個素數之和?
  • 哥德巴赫猜想被證明了
    首先,徐遲老先生當年的報告文學《哥德巴赫猜想》用洛陽紙貴來形容毫不誇張。在這部報告文學裡,陳景潤先生書呆子的形象躍然紙上,非常符合普羅大眾對數學家形象的預期:木訥、木訥、木訥,不食人間煙火。副作用是直接導致很多人會經常問我一個問題:賊老師,你真的是學數學的麼?我也很無奈。。。其次這個猜想只要有小學數學常識的都能懂。
  • 哥德巴赫猜想不是證明1+1=2!數學皇冠上的明珠究竟是什麼?
    1+1=2就是一個定義,2就是1加1的和,並不需要證明,而我們的數學就是建立在這樣類似的公理下。那哥德巴赫猜想究竟是什麼呢?1742年,一位普通的中學老師哥德巴赫給數學家歐拉寫信,提出了這個猜想的初始表達:任一大於2的整數都可寫成三個質數之和。
  • 漫畫:什麼是哥德巴赫猜想?
    ————————————哥德巴赫猜想的起源說起哥德巴赫猜想的起源,就不得不提到兩個人,其中一位是業餘數學家哥德巴赫,另一位是著名的大數學家歐拉。首先讓我們來回顧一下素數的含義:所謂素數,就是除了1和它本身以外,無法被其他自然數所整除的數。比如 2,3,5,7,11,13,17,19......
  • 那些年,我們一起猜想過的「哥德巴赫猜想」
    「哥德巴赫猜想」是帶著我們回憶的一個有溫度的名詞。你可能不記得它到底是什麼,可能從來也不知道它到底在猜想什麼,但是總能記得小的時候特別羨慕那些數學成績好的小孩,每當大人講到夢想啊理想之類的話題,他們總是能特別理直氣壯地說以後要證明「哥德巴赫猜想。坐在臺下的我們,只能感嘆「證明」是多麼高級的一個數學詞彙。
  • 黎曼猜想和哥德巴赫猜想齊名,證明後至少有1000條數學定理成立
    黎曼猜想和哥德巴赫猜想齊名,也是數學皇冠上的明珠,無數數學家為之魂牽夢繞。把它證明出來,至少有1000條數學定理成立,這已經成了數學家的使命。他們的日常工作就是研究數學,完成工作後和正常人沒什麼區別。不過現代人對知識分子都有種尊敬的心理,何況是研究數學並取得了成就的數學家?數學家的工作就是和數字打交道,過程中難免會遇到困難,畢竟他們也不是萬能的。這些困難在經過語言組織和大致的推理後,便成為了猜想。德國數學家希爾伯特在1900年時,總結了23個數學難題,引起了數學界的關注。
  • 再談哥德巴赫猜想
    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。
  • 《哥德巴赫猜想》手稿背後的故事
    1978年2月16日,《光明日報》全文轉載《哥德巴赫猜想》1978年1月,《人民文學》雜誌新年第一期發表了徐遲的報告文學《哥德巴赫猜想》。該文講述了數學家陳景潤不平凡的人生經歷,「哥德巴赫猜想」的內容和發展的歷史,以及陳景潤是如何在特殊年代期間,在艱苦環境下通過頑強努力取得了(1+2)的證明過程。
  • 破解「哥德巴赫猜想」的數學家
    這曾是一個舉世震驚的奇蹟:一位屈居於6平方米小屋的數學家,借一盞昏暗的煤油燈,伏在床板上,用一支筆,耗去了幾麻袋的草稿紙,攻克了世界著名數學難題「哥德巴赫猜想」中的「1+2」,創造了距摘取這顆數論皇冠上的明珠「1+1」只是一步之遙的輝煌。
  • 王元院士漫談哥德巴赫猜想
    如果要搞這個問題,最低限度,你應該有大學數學專業畢業生的知識水平,並將已有的文獻都看明白了;否則,就是浪費時間。」 1978年2月17日,《人民日報》發表了徐遲的長篇報告文學——《哥德巴赫猜想》。從此,陳景潤的名字和哥德巴赫猜想一起傳遍神州大地。
  • 知否| 哥德巴赫猜想何時能解?
    但他提出的「哥德巴赫猜想」卻成為了世界三大數學猜想其一,另外兩個則是費馬大定理(整數n >2時,關於x, y, z的方程x^n + y^n = z^n沒有正整數解)和四色猜想(每個無外飛地的地圖都可以用不多於四種顏色來染色,而且不會有兩個鄰接的區域顏色相同),並且這兩個猜想已經被數學家證明完成。「哥德巴赫猜想」卻仍是世界級未解之謎。
  • 國士無雙 | 「1+2」——陳景潤與哥德巴赫猜想
    陳景潤一生成就之大,遠超英華中學同期的師生,但要論陳景潤的數學啟蒙,毋庸置疑是在英華中學求學期間。高中時期的陳景潤,正值思維敏捷、興趣廣博的絕妙年歲,他定睛遙望數學高峰,並開始奮力攀登。在英華中學,除我與陳景潤有一段頗深的淵源外,我的同事陳金華也曾與他有過一些交集。
  • 數學大家閔嗣鶴:生死哥德巴赫猜想—新聞—科學網
    ■薩蘇 在中國數學界,談起哥德巴赫猜想,人們總會想起陳景潤先生。然而,很多人會忽略掉一位在這個領域研究中作出了極大貢獻的數學大家——中國科學院數學所的締造者之一閔嗣鶴先生。 甚至有一種說法,說為了歌德巴赫猜想,閔先生至少折了三年壽數。
  • 陳景潤沒能證明出哥德巴赫猜想,他有其他哪些數學研究成果
    陳景潤對於數學的熱愛,源於初中時的數學老師,那是一位30來歲的清華畢業生,學識淵博,講課生動。在他的影響下,少年陳景潤對數學的興趣越來越濃厚。當時的數學教材,他只用了兩周就自學完成,這讓老師非常驚訝,認為他在數學方面有極高天賦。於是因材施教,為他講一些難度更高的數學知識。