北京万佛华侨陵园网上纪念园哥德巴赫猜想
徐迟
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哥德巴赫猜想 http://www.starinfo.net.cn/photography/gif/f5/jishixs/28.html 徐迟 “……为革命钻研技术，分明是又红又专，被他们攻击为白专道路”。 ——一九七八年两报一刊元旦社论《光明的中国》 一 命px(1,2)为适合下列条件的素数p的个数： x-p=p1或x-p=p2p3 其中p1,p2,p3都是素数。 〔这是不好懂的；读不懂时，可以跳过这几行。〕 用x表一充分大的偶数。 p-11 命Cx=II --- II1- ----- p\x p-2 p<2 (P-1)2 p>2 对于任意给定的偶数h及充分大的x，用xh(1,2)表示满足下面条件的 素数p的个数： p≤x,p+h＝p1或h+p＝p2p3， 其中p1,p2,p3都是素数。 本文的目的在于证明并改进作者在文献〔１０〕内所提及的全部结果， 现在详述如下。 二 以上引自一篇解析数论的论文。这一段引自它的“（一）引言”，提 出了这道题。它后面是“（二）几个引理”，充满了各种公式和计算。最 后是“（三）结果”，证明了一条定理。这篇论文，极不好懂。即使是著 名数学家，如果不是专门研究这一个数学的分枝的，也不一定能读懂。但 是这篇论文已经得到了国际数学界的公认，誉满天下。它所证明的那条定 理，现在世界各国一致地把它命名为“陈氏定理”，因为它的作者姓陈， 名景润。他现在是中国科学院数学研究所的研究员。 陈景润是福建人，生于一九三三年。当他降生到这个现实人间时，他 的家庭和社会生活并没有对他呈现出玫瑰花朵一般的艳丽色彩。他父亲是 邮政局职员，老是跑来跑去的。当年如果参加了国民党，就可以飞黄腾达， 但是他父亲不肯参加。有的同事说他真是不识时务。他母亲是一个善良 的操劳过甚的妇女，一共生了十二个孩子。只活了六个、其中陈景润排行 老三。上有哥哥和姐姐；下有弟弟和妹妹。孩子生得多了，就不是双亲所 疼爱的儿女了。他们越来越成为父母的累赘——多余的孩子，多余的人。 从生下的那一天起，他就像一个被宣布为不受欢迎的人似的，来到了这人 世间。 他甚至没有享受过多少童年的快乐。母亲劳苦终日，顾不上爱他。当 他记事的时候，酷烈的战争爆发。日本鬼子打进福建省。他还这么小，就 提心吊胆过生活。父亲到三元县的三明市一个邮政分局当局长。小小邮局， 设在山区一座古寺庙里。这地方曾经是一个革命根据地。但那时候，茂 郁山林已成为悲惨世界。所有男子汉都被国民党匪军疯狂屠杀，无一幸存 者。连老年的男人也一个都不剩了。剩下的只有妇女。 她们的生活特别凄凉。花纱布价钱又太贵了；穿不起衣服，大姑娘都 还裸着上体。福州被敌人占领后，逃难进山来的人多起来。这里飞机不来 轰炸，山区渐渐有点儿兴旺。却又迁来了一个集中营。深夜里，常有鞭声 惨痛地回荡；不时还有杀害烈士的枪声。第二天，那些戴着镣铐出来劳动 的人，神色就更阴森了。 陈景润的幼小心灵受到了极大的创伤。他时常被惊慌和迷惘所征服。 在家里并没有得到乐趣，在小学里他总是受人欺侮。他觉得自己是一只丑 小鸭。不，是人，他还是觉得自己也是一个人。只是他瘦削、弱小。光是 这付窝囊样子就不能讨人喜欢。习惯于挨打，从来不讨饶。这更使对方狠 狠揍他，而他则更坚韧而有耐力了。他过分敏感，过早地感觉到了旧社会 那些人吃人的现象。他被造成了一个内向的人，内向的性格。他独独爱上 了数学。不是因为被压，他只是因为爱好数学，演算数学习题占去了他大 部分的时间。 当他升入初中的时候，江苏学院从远方的沦陷区搬迁到这个山区来了。 那学院里的教授和讲师也到本地初中里来兼点课，多少也能给他们流亡 在异地的生活改善一些。这些老师很有学问。有个语文老师水平最高。大 家都崇拜他。但陈景润不喜欢语文。他喜欢两个外地的数理老师。外地老 师倒也喜欢他。这些老师经常吹什么科学救国一类的话。他不相信科学能 救国。但是救国却不可以没有科学，尤其不可以没有数学。而且数学是什 么事儿也少不了它的。人们对他歧视，拳打脚踢，只能使他更加更加爱上 数学。枯燥无味的代数方程式却使他充满了幸福，成为唯一的乐趣。 十三岁那年，他母亲去世了。是死于肺结核的；从此，儿想亲娘在梦 中，而父亲又结了婚，后娘对他就更不如亲娘了。 抗战胜利了，他们回到福州。陈景润进了三一中学。毕业后又到英华 书院去念高中。那里有个数学老师，曾经是国立清华大学的航空系主任。 三 老师知识渊博，又诲人不倦。他在数学课上，给同学们讲了许多有趣 的数学知识。不爱数学的同学都能被他吸引住，爱数学的同学就更不用说 了。 数学分两大部分：纯数学和应用数学。纯数学处理数的关系与空间形 式。在处理数的关系这部分里，论讨整数性质的一个重要分枝，名叫“数 论”。十七世纪法国大数学家费马是西方数论的创始人。但是中国古代老 早已对数论作出了特殊贡献。《周髀》是最古老的古典数学著作。较早的 还有一部《孙子算经》。其中有一条余数定理是中国首创。后来被传到了 西方，名为孙子定理，是数论中的一条著名定理。直到明代以前，中国在 数论方面是对人类有过较大的贡献的。五世纪的祖冲之算出来的圆周率， 比德国人的奥托的，早出一千年多。约瑟夫（指斯大林）领导的科学家把 月球的一个山谷命名为“祖冲之”。十三世纪下半纪更是中国古代数学的 高潮了。南宋大数学家秦九韶著有《数书九章》。他的联立一次方程式的 解法比意大利大数学家欧拉的解法早出了五百多年。 元代大数学家朱世杰，著有《四元玉鉴》。他的多元高次方程的解法， 比法国大数学家毕朱，也早出了四百多年。明清以后，中国落后了。然 而中国人对于数学好像是特具禀赋的。中国应当出大数学家。中国是数学 的好温床。 有一次，老师给这些高中生讲了数论之中一道著名的难题。他说，当 初，俄罗斯的彼得大帝建设彼得堡，聘请了一大批欧洲的大科学家。其中， 有瑞士大数学家欧拉（他的著作共有八百余种）；还有德国的一位中学 教师，名叫哥德巴赫，也是数学家。 一七四二年，哥德巴赫发现，每一个大偶数都可以写成两个素数的和。 他对许多偶数进行了检验，都说明这是确实的。但是这需要给予证明。 因为尚未经过证明，只能称之为猜想。他自己却不能够证明它，就写信请 教那赫赫有名的大数学家欧拉，请他来帮忙作出证明。一直到死，欧拉也 不能证明它。从此这成了一道难题，吸引了成千上万数学家的注意。两百 多年来，多少数学家企图给这个猜想作出证明，都没有成功。 说到这里，教室里成了开了锅的水。那些像初放的花朵一样的青年学 生叽叽喳喳地议论起来了。 老师又说，自然科学的皇后是数学。数学的皇冠是数论。 哥德巴赫猜想，则是皇冠上的明珠。 同学们都惊讶地瞪大了眼睛。 老师说，你们都知道偶数和奇数。也都知道素数和合数。 我们小学三年级就教这些了。这不是最容易的吗？不，这道难题是最 难的呢。这道题很难很难。要有谁能够做了出来，不得了，那可不得了呵！ 青年人又吵起来了。这有什么不得了。我们来做。我们做得出来。他 们夸下了海口。 老师也笑了。他说，“真的，昨天晚上我还作了一个梦呢。 我梦见你们中间的有一位同学，他不得了，他证明了哥德巴赫猜想。” 高中生们轰的一声大笑了。 但是陈景润没有笑。他也被老师的话震动了，但是他不能笑。如果他 笑了，还会有同学用白眼瞪他的。自从升入高中以后，他越发孤独了。同 学们嫌他古怪，嫌他脏，嫌他多病的样子，都不理睬他。他们用蔑视的和 讥讽的眼神瞅着他。 他成了一个踽踽独行，形单影只，自言自语，孤苦伶仃的畸零人。长 空里，一只孤雁。 第二天，又上课了。几个相当用功的学生兴冲冲地给老师送上了几个 答题的卷子。他们说，他们已经做出来了，能够证明那个德国人的猜想了。 可以多方面地证明它呢。没有什么了不起的。哈！哈！ “你们算了！”老师笑着说，“算了！算了！” “我们算了，算了。我们算出来了！” “你们算啦！好啦好啦，我是说，你们算了吧，白费这个力气做什么？ 你们这些卷子我是看也不会看的，用不着看的。 那么容易吗？你们是想骑着自行车到月球上去。” 教室里又爆发出一阵哄堂大笑。那些没有交卷的同学都笑话那几个交 了卷的。他们自己也笑了起来，都笑得跺脚，笑破肚子了。唯独陈景润没 有笑。他紧结着眉头。他被排除在这一切欢乐之外。 第二年，老师又回清华去了。他现在是北京航空学院副院长，全国航 空学会理事长沈元。他早该忘记这两堂数学课了。他怎能知道他被多么深 刻地铭刻在学生陈景润的记忆中。 老师因为同学多，容易忘记，学生却常常记着自己青年时代的老师。 四 福州解放！那年他高中三年级。因为交不起学费，一九五○年上半年， 他没有上学，在家自学了一个学期。高中没有毕业，但以同等学历报考， 他考进了厦门大学。那年，大学里只有数学物理系。读大学二年级时， 才有了一个数学组，但只四个学生。到三年级时，有数学系了，系里还是 这四个人。因为成绩特别优异，国家又急需培养人才，四个人提前毕了业； 而且，立即分配了工作，得到的优待，羡慕煞人。一九五三年秋季，陈 景润被分配到了北京！在第Ｘ中学当数学老师。这该是多么的幸福了呵！ 然而，不然！在厦门大学的时候，他的日子是好过的。同组同系就只 四个大学生，倒有四个教授和一个助教指导学习。 他是多么饥渴而且贪馋地吸饮于百花丛中，以酿制芬芳馥郁的数学蜜 糖呵！学习的成效非常之高。他在抽象的领域里驰骋得多么自由自在！大 家有共同的ｄｘ和ｄｙ等等之类的数学语言。心心相印，息息相通。三年 中间，没有人歧视他，也不受骂挨打了。他很少和人来往，过的是黄金岁 月；全身心沉浸在数学的海洋里面。真想不到，那么快，他就毕业了。一 想到他将要当老师，在讲台上站立，被几十对锐利而机灵，有时难免要恶 作剧的眼睛盯视，他禁不住吓得打颤！ 他的猜想立刻就得到了证明。他是完全不适合于当老师的。他那么瘦 小和病弱，他的学生却都是高大而且健壮的。他最不善于说话，说多几句 就嗓子发痛了。他多么羡慕那些循循善诱的好老师。下了课回到房间里， 他叫自己笨蛋。辱骂自己比别人的还厉害得多。他一向不会照顾自己，又 不注意营养。积忧成疾，发烧到摄氏三十八度。送进医院一检查，他患有 肺结核和腹膜结核症。 这一年内，他住医院六次，做了三次手术。当然他没有能够好好的教 书。但他并没有放弃了他的专业。中国科学院不久前出版了华罗庚的名著 《堆垒素数论》。刚摆上书店的书架，陈景润就买到了。他一头扎进去了。 非常深刻的著作，非常之艰难！可是他钻研了它。住进医院，他还偷偷 地避开了医生和护士的耳目，研究它。他那时也认为，这样下去，学校没 有理由欢迎他。 他想他也许会失业？又有什么办法呢？好在他节衣缩食，一只牙刷也 不买。他从来不随便花一分钱，他积蓄了几乎他的全部收入。他横下心来， 失业就回家，还继续搞他的数学研究。积蓄这几个钱是他搞数学的保证。 这保证他失了业也还能研究数学的几个钱，就是他的生命：他的生命就 是数学。 至于积蓄一旦用光了，以后呢？他不知道，那时又该怎么办？ 这也是难题；也是尚未得到解答的猜想。而这个猜想后来也证明是猜 对了的。他的病好不了，中学里后来无法续聘他了。 厦门大学校长来到了北京，在教育部开会。那中学的一位领导遇见了 他，谈起来，很不满意，提出了一大堆的意见：你们怎么培养了这样的高 材生？ 王亚南，厦门大学校长，就是马克思的《资本论》的翻译者，听到意 见之后，非常吃惊。他一直认为陈景润是他们学校里最好的学生。他不同 意他所听到的意见。他认为这是分配学生的工作时，分配不得当。他同意 让陈景润回到厦门大学。 听说他可以回厦门大学数学系了，说也奇怪，陈景润的病也就好转了。 而王亚南却安排他在厦大图书馆当管理员。又不让管理图书，只让他专 心致意的研究数学。王亚南不愧为政治经济学的批判家，他懂得价值论， 懂得人的价值。陈景润也没有辜负了老校长的培养。他果然精深地钻研了 华罗庚的《堆垒素数论》和大厚本儿的《数论导引》。陈景润都把它们吃 透了。他的这种经历却也并不是没有先例的。 当初，我国老一辈的大数学家、大教育家熊庆来，我国现代数学的引 进者，在北京的清华大学执教。三十年代之初，有一个在初中毕业以后就 失了学，失了学就完全自学的青年人，寄出了一篇代数方程解法的文章， 给了熊庆来。熊庆来一看，就看出了这篇文章中的英姿勃发和奇光异采。 他立刻把它的作者，姓华名罗庚的，请进了清华园来。他安排华罗庚在清 华数学系当文书，可以一面自学，一面大量地听课。尔后，派遣华罗庚出 国，留学英国剑桥。学成回国，已担任在昆明的云南大学校长的熊庆来又 介绍他当联大教授。华罗庚后来再次出国，在美国普林斯顿和依利诺的大 学教书。中华人民共和国成立以后，华罗庚马上回国来了，他主持了中国 科学院数学研究所的工作。 陈景润在厦门大学图书馆中也很快写出了数论方面的专题文章，文章 寄给了中国科学院数学研究所。华罗庚一看文章，就看出了文章中的英姿 勃发和奇光异采，也提出了建议，把陈景润选调到数学研究所来当实习研 究员。正是：熊庆来慧眼认罗庚，华罗庚睿目识景润。 一九五六年年底，陈景润再次从南方海滨来到了首都北京。 一九五七年夏天，数学大师熊庆来也从国外重返祖国首都。 这时少长咸集，群贤毕至。当时著名的数学家有熊庆来、华罗庚、张 宗燧、闵嗣鹤、吴文俊等等许多明星灿灿；还有新起的一代俊彦，陆启铿、 万哲先、王元、越民义、吴方等等，如朝霞烂熳；还有后起之秀，陆汝 钤、杨乐、张广厚等等已入北京大学求学。在解析数论、代数数论、涵数 论、泛涵分析、几何拓扑学等等的学科之中，已是人才济济，又加上了一 个陈景润。人人握灵蛇之珠，家家抱荆山之玉。风靡云蒸，阵容齐整。条 件具备了，华罗庚作出了部署。侧重于应用数学，但也要向那皇冠上的明 珠，哥德巴赫猜想挺进！ 五 要懂得哥德巴赫猜想是怎么一回事？只需把早先在小学三年级里就学 到过的数学再来温习一下。那些１ ２ ３ ４ ５，个十百千万的数字， 叫做正整数。那些可以被２整除的数，叫做偶数。剩下的那些数，叫做 奇数。还有一种数，如２，３，５，７，１１，１３等等，只能被１和它 本数，而不能被别的整数整除的，叫做素数。除了１和它本数以外，还能 被别的整数整除的，这种数如４，６，８，９，１０，１２等等就叫做合 数。一个整数，如能被一个素数所整除，这个素数就叫做这个整数的素因 子。如６，就有２和３两个素因子。如３０，就有２，３和５三个素因子。 好了，这暂时也就够用了。 一七四二年，哥德巴赫写信给欧拉时，提出了：每个不小于６的偶数 都是二个素数之和。例如，６＝３＋３。又如，２４＝１１＋１３等等。 有人对一个一个的偶数都进行了这样的验算，一直验算到了三亿三千万之 数，都表明这是对的。但是更大的数目，更大更大的数目呢？猜想起来也 该是对的。猜想应当证明。要证明它却很难很难。 整个十八世纪没有人能证明它。 整个十九世纪也没有能证明它。 到了二十世纪的二十年代，问题才开始有了点儿进展。 很早以前，人们就想证明，每一个大偶数是二个“素因子不太多的” 数之和。他们想这样子来设置包围圈，想由此来逐步、逐步证明哥德巴赫 这个命题一个素数加一个素数（１＋１）是正确的。 |