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哥德巴赫猜想取得突破进展 人工智能基础理论有望获证

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原标题:哥德巴赫猜想取得突破进展 人工智能基础理论有望获证

  哥德巴赫猜想、四色猜想与费马猜想并称为世界三大猜想。如今只剩哥猜,世界数学共同体尚未宣布已完成证明。近日,笔者从国家科技图书文献中心预印本网站上获悉,一个270多年未解决的世界数学难题终于取得突破进展

  11月10日发布的数学论文《二元加法运算在可表偶数上封闭》,宣称可解决系列数论猜想。作者从代数数论的角度证明了二元加法运算在可表偶数上封闭,并推广到n元加法运算及该集族的并在可表偶数上封闭(相邻论)。而可表偶数n元加法运算及该集族的并又同算术基本定理等价(重合法),由此解决数学史上悬而未决的系列数论猜想。

  该文声称,用两奇素数相加所得到的可表偶数,在二元加法运算中封闭,这就意味着,n对素数相加所得到的偶数,是1对素数相加所得到的偶数的子集。乍一看貌似违反直觉,却成功证明了例外偶数是空集,这就与算术基本定理等价,互素型的可表偶数就是大于6的全体偶数。

  此次是从素数线性变换角度完成哥猜证明的。笔者了解到,作者罗莫四年前就完成了此类问题的证明,虽然角度不同,但方法论先后是一致的。该系列论文已收集发表在由海天出版社今年5月出版的《深圳基础理论原创文集》一书中。深圳市数学科普学会近期将举办数学难题学术交流会,届时论文作者将在交流会上做学术报告,阐释素数线性区分与素数线性变换的思想。

  一个几百年未证的数学猜想,无疑是人类心头的一个结,但也是希望。沃尔夫当年想自杀的时候,无意间瞥到了费马大猜想,下意识地去思考了一会,没想到,突然间让他觉得有片新天地,于是放弃了自杀,后来就有了大家知道的沃尔夫数学奖。

  罗莫认为,要解决此问题就要回归数学的初心,数学是如何一步一步发展起来的,皮亚诺公理中的后继延伸的思想至关重要。华人解决数论问题有天生的文化优势——离散型思维的逻辑优势,吴文俊的机械算法就出自于此。罗莫的这篇论文,重点阐释的是素数线性思想,并介绍了其证明思路。

  据了解,证明哥德巴赫猜想基本有四条途径:殆素数;例外集合;从三素数定理中推导;几乎哥德巴赫猜想。中国解析数论学派清一色是第一种思路,当年陈景润证明“1+2”,用素数因子个数最接近素数的奇数(殆素数)来思考数论问题,然后通过数学分析的方法试图逼近,经过苦苦奋斗,陈景润是最接近的,但其中的2没法缩减到1。陈景润最后说,要解决该问题,看来不能骑自行车上月亮,得用数学新工具。

  第二种思路也有人在做,但还是用数学分析的方法。华罗庚证明了偶数的例外集合为0%,貌似解决问题了,其实说明不了什么,因为若有无穷个例外偶数,也可以是仅占所有偶数中的0%,可见这个分析数学的思路总是抵达不了最后一步。第三、第四种也有人在做,但无显著的成果。

  显然,罗莫是第二条思路,从寻找例外偶数出发专攻代数数论。他认为,虽然没有掌握艰深的数学工具,但相信无须高射炮打蚊子。一个新思想的出现,总需要发现者先自己宣称出来,概莫能外。火车能跑是因为火车头能跑,想不到这个思想就是哥德巴赫猜想的核心,多对素数相加不如1对素数相加,多米诺骨牌的第一张牌最为重要。

  罗莫反复强调,解决哥猜并不需要有多么了不起的数学积累,并非只有那些继承了所有数学文明的集大成者才有资格破解,任何一位无名小辈,思路撞对了都有可能解决。很多聪明人对声称证明者总是不屑,喜欢拿跟问题无关的高端教科书来考问证明者,这属于沟通发生了障碍,须各自反省。

  “首先,证明者想把一种成果推介出去,其动机是善意的,是为了让成果快速共享,但好东西未必人家有接受的必要,那么多好东西在等着被学习,为何就一定要先学你的东西呢”,罗莫认为,未知的东西的确要谦虚去学,但学习的先后秩序都是自愿产生的。强行推介自己的发现是痴傻,但动辄拿无关的高端教科书去考问证明者,以此阻止传播更是轻薄。

  中国古代先贤有经验,处理此类问题叫随缘应化、顺其自然、因材施教。一篇学术论文的完成,需要相应的专家委员会去审读,但有些问题是不需要的,当对口的大众可以理解也愿意理解的时候,就可以走捷径传播。罗莫主张,可向愿意学习的人直接介绍新思想。

  现在的定理证明,越写越厚,是不是以后的定理都晦涩难懂?罗莫的回答出乎笔者的意料。他认为,并非是这样,好的证明应该有让人看后恍然大悟的感觉。功夫容易药非遥,说破人须失笑,真理都是简单的,只是一时没想到它而已。关乎完成该猜想证明的数学工具并不复杂,根据素数向量组方程(p1,p2,…,pi)(a1,a2,…,ai)T =m(a1,a2,…,ai)T就可证明,二元加法运算在可表偶数上是封闭的。这个视角非常关键,它的底层秘密是最简本原解方程,其各元解集之间是根据若互域则互素,若同素则同域关系而决定的。一旦有一荣俱荣一损俱损的规律(同态同构),算法所对应的集合就会封闭。找到了封闭关系,哥猜问题就迎刃而解了。

  哥猜获证的意义有哪些呢?罗莫认为,首先是它在纯粹数学内部的意义。命题一旦获证,就具有多米诺骨牌效应,仰赖它成立的一些准定理,即相关的一些弱猜想以及同类猜想,就会被顺理成章地攻克。如波利尼亚克猜想、孪生素数猜想、ABC猜想、黎曼假设以及人工智能的基础理论p=np?等,光依赖黎曼假设而成立的准定理就有1000多个。总之,它并非像某些学者所说的那样,哥猜仅是个孤立问题。其中黎曼假设虽不能用哥猜成立来直接推导,但加一些引理即可告破。

  其次是它在应用数学方面的意义。它对密码学的发展以及宇宙探密关系重大,对大整数的分解有巨大的突破。虽说目前完成的是存在性证明,但一样有方法论上的借鉴意义。

  其三是它在人工智能方面的应用。丘成桐说,人工智能在基础理论方面非常薄弱,是黑箱算法,亟待纯粹数学领域的突破,尤其是数论方面长期未解的重要猜想须完成证明。

  以下节选一段论文。

  哥德巴赫猜想历经270多年未得到证明,说明有一个陌生的数学领域我们从未闯进去过。数学史上,高难猜想往往是个会下金蛋的母鸡,解高次一元方程发现群论,解线性多元方程发现矩阵。而哥德巴赫猜想乃是多变量不定方程,破解它同样有意外收获,解多元加性不定方程发现了相邻论,解多元乘性不定方程发现了重合法。相邻论思想简单表达就是线性区分,二元素数运算决定多元代数运算,如鸡生蛋和多米诺骨牌;重合法思想简单表达就是线性变换,一维素数结构等价多维代数结构,如蛋变鸡和罗塞塔石碑。对称是相邻与重合的同构,属相互蕴含;次第是相邻与重合的同态,属单向蕴含。


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