程中戰(zhàn)
一、素?cái)?shù)是除了1與其本身是約數(shù),之外沒有其它約數(shù)的正整數(shù)。偶素?cái)?shù)只有2,其它均為奇素?cái)?shù)。
(本文中的素?cái)?shù)是指奇素?cái)?shù))
二、定理1:素?cái)?shù)是無限多的;孿生素?cái)?shù)也是無限多的。
證明:假設(shè)p是最后一個(gè)素?cái)?shù),則2·3·5·7·11… p±1必為一對(duì)孿生素?cái)?shù),故,素?cái)?shù)是無限多的。這就是說,假定素?cái)?shù)數(shù)列有終點(diǎn),則在其終點(diǎn)以外仍存在孿生素?cái)?shù)。故,孿生素?cái)?shù)也是無限多的。
三、素?cái)?shù)的檢驗(yàn):用奇數(shù)j除以3至的所有素?cái)?shù),若都不能整除,則j是素?cái)?shù)。
四、“1-1”公理:任何一個(gè)偶數(shù)都可表示為兩個(gè)奇素?cái)?shù)之差,并且一個(gè)差值可對(duì)應(yīng)無限多個(gè)素?cái)?shù)對(duì)。
只有當(dāng)某行開頭是孿生素?cái)?shù)時(shí),某行差開頭才含2。由于孿生素?cái)?shù)的數(shù)量較少,因此,在p2-p1=d的集合中,d=2的含量最少,但是,素?cái)?shù)是無限多的,而孿生素?cái)?shù)雖少,卻不會(huì)消失,在素?cái)?shù)數(shù)列的無限長(zhǎng)處仍存在孿生素?cái)?shù),故d=2總能找到。這就是說,d值越小,含量越少,d值越大,含量越多,所以,大于2的d值比2更容易找到。
因?yàn)樗財(cái)?shù)數(shù)列是無限長(zhǎng)的,對(duì)于給定的d值,無論d值大小,若在“近期”內(nèi)找不到兩素?cái)?shù)之差為d,可無限地繼續(xù)找下去,總能找到。在素?cái)?shù)數(shù)列中,任何一個(gè)d值都對(duì)應(yīng)著無數(shù)組p2-p1,故公理成立。
五、素?cái)?shù)的間隔定理:正整數(shù)n至2n之間必有素?cái)?shù);素?cái)?shù)p至2p之間必有素?cái)?shù)。
證明: 設(shè)2n是當(dāng)前最大的整數(shù)(當(dāng)然可以無限大)
顯然,上下行各對(duì)應(yīng)兩數(shù)之差皆為k,由“1-1”公理知,必存在k=p2-p1 (p1 p2表示素?cái)?shù),p2>p1),即至少存在一個(gè)素?cái)?shù)差對(duì),其差為k,而p2必在下行數(shù)列中;
可以看出,原數(shù)列下行的首項(xiàng)k+1放在了新數(shù)列上行的末項(xiàng);下行的k+2等向左移動(dòng)一位,右端增添兩項(xiàng)2k+1,2(k+1),p2向左移動(dòng)一位,這時(shí)p2仍在k+1與2(k+1)之間,故n~2n之間必有素?cái)?shù)。
上下行各對(duì)應(yīng)兩數(shù)之差皆為2,由素?cái)?shù)的間隔定理知,1~n段的各素?cái)?shù)的最大間隔的下一個(gè)素?cái)?shù)必在n~2n之間,這樣,n~2n之間就存在若干個(gè)素?cái)?shù),因?yàn)閷\生素?cái)?shù)無限多(已證),n可以充分大,從而n~2n的數(shù)列段可以充分長(zhǎng),如果n~2n段連一對(duì)孿生素?cái)?shù)都沒有,就出現(xiàn)矛盾(即孿生素?cái)?shù)是有限的),故,n至2n之間必有孿生素?cái)?shù)。
為什么當(dāng)n=6時(shí),6~12之間沒有孿生素?cái)?shù)呢?因?yàn)樽匀粩?shù)中存在唯一的一組三胞素?cái)?shù)3 5 7,5為公用素?cái)?shù),因而5與7就相當(dāng)于列入6~12之間了。
七、哥德巴赫猜想:任何一個(gè)大于4的偶數(shù)都可表示為兩個(gè)奇素?cái)?shù)之和。記作“1+1”
因?yàn)槊恳粋€(gè)大偶數(shù)2n(>4)都可以表示為這個(gè)模型,每一個(gè)偶數(shù)k都在這個(gè)模型之中,由“1-1”公理知,每個(gè)偶數(shù)k都有可能等于p2-p1,在以上數(shù)列中,n每增加1,差數(shù)列中就會(huì)增加一個(gè)新偶數(shù)2(n+1)-6(所有偶數(shù)差對(duì)、含1的差對(duì)都不能參與素?cái)?shù)差對(duì)),這樣對(duì)于2n來說,差數(shù)列0 2 4……2n-4 2n-2包括了當(dāng)前所有的偶數(shù)(2n除外)。一般地,在2n的數(shù)列模型中的下上差數(shù)列中,有若干個(gè)偶數(shù)是素?cái)?shù)之差;假設(shè)有一種最不理想的情況:在大偶數(shù)6、8、10……2(n-1)各數(shù)的數(shù)列模型中,在它們的下上差數(shù)列中所涉及到的所有元素(偶數(shù))都已經(jīng)出現(xiàn)過是兩素?cái)?shù)之差了,但在2n的數(shù)列模型中,以上的這些元素恰巧都不是素?cái)?shù)之差,這時(shí)(1,2n-1)與(2,2n-2)兩個(gè)數(shù)對(duì)絕不能是素?cái)?shù)對(duì),所以(3,2n-3)一定是素?cái)?shù)對(duì),即新偶數(shù)2n-6是素?cái)?shù)差對(duì)。如果不是這樣,因?yàn)?n可充分大也可無窮大,就說明有的偶數(shù)不能是兩素?cái)?shù)之差,這與“1-1”公理相矛盾。因此,在2n的數(shù)列模型的差數(shù)列中,至少存在一個(gè)偶數(shù)等于兩素?cái)?shù)之差,這時(shí)這兩個(gè)素?cái)?shù)的和等于2n。
故,哥德巴赫猜想成立。
八、“1+1”命題的另一種解釋:
由“1-1”公理知,每個(gè)偶數(shù)k1=p2-p1,把-號(hào)改為+號(hào)得k2=p2+p1,則k2包括了所有的大偶數(shù),集合K1與集合K2至少存在不同元素的一一對(duì)應(yīng)。
九、另一個(gè)規(guī)律:每個(gè)大于4的偶數(shù)都可表示為一對(duì)孿生素?cái)?shù)之一與另外一個(gè)奇素?cái)?shù)之和。