孙智伟教授进行了一个简单的归类。
【第一类:整数的特殊表示与组合数论】
副本描述:研究整数能否用平方、冪、组合数等特殊形式表示。
典型任务:“三冪五冪猜想”(任意正整数n是否可以写成a3+b3+c3+d?+e?的形式)、“1-3-5猜想”(每个正整数能否写成三个奇数平方之和)。
难度评级:两颗星
占比:约10%
第一类的猜想,大多与经典的“堆垒数论”相关,如拉格朗日四平方和定理、华林问题等。许多问题,可以利用已有的成熟理论框架进行攻击,甚至只需少量的计算即可验证。对徐辰而言,这里更像是一个“热身区”。
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【第二类区域:单位分数表示与整除性猜想】
副本描述:主要研究正有理数是否可以用不同素数的单位分数(如1p或1p2)之和来表示,或探討诸如∑(1p?)的整数性与整除性。
典型任务:任意正有理数r能否写成不同素数的1p2之和。
难度评级:三颗星
题目数量占比:约60%
第二类的猜想,核心在於“埃及分数”理论的推广和深化,与“解析数论”中的级数理论紧密相连。虽然大多数猜想已经在计算机上验证到数十亿甚至上万亿的范围,证明仍缺乏统一的理论,但庞大的实验数据,为研究者提供了明確的方向。
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【第三类区域:相邻(或交错)素数的和差表示】
副本描述:探索相邻或交错素数的加减组合能否產生任意整数。
典型任务:在长度不超过n的连续素数段{p?,。。。,p?????}中,交错相加是否能得到任意正整数m。
难度评级:四颗星
题目数量占比:约30%
第三类猜想,已经触及到了素数分布的“局部性质”,需要高阶的“组合数论”或“概率数论”方法。虽然可以在计算机上检验大量区间,但其內在规律如同混沌中的蝴蝶,难以捕捉,需要全新的理论框架。
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【第四类区域:第n个素数p?的数值与组合性质】
副本描述:关注第n个素数本身的数值特徵以及它们之间的代数或整除关係。
典型任务:对每个正整数n,是否存在正整数k使得p?|p???+k。
难度评级:五颗星
题目数量占比:约30%
第四类的猜想,直指整个数论领域最核心、最神秘的圣杯——素数的“全局规律”。每一个猜想的背后,都可能与“黎曼猜想”、“哥德巴赫猜想”这类世纪难题有著千丝万缕的联繫。迄今为止,只有零星的特例得到证明,整体上仍属人类数学智慧尚未征服的前沿难题。
……
他没有好高騖远,直接去挑战那些五星难度的猜想。
他深知,饭要一口一口吃,路要一步一步走。
他將目光,锁定在了难度最低的【第一类】问题上。
他从中选择了一道被孙教授本人標註了“悬赏300美元”的题目,作为自己踏入这片新大陆的“第一步”。
【猜想138:对於任何大於1的整数n,方程4n=1x+1y+1z必有正整数解(x,y,z)。】
这是一个在数论领域流传已久,看似简单却异常坚固的猜想。它属於“埃及分数”的范畴,要求將一个简单的有理数,分解为三个单位分数的和。无数数学家曾尝试攻克它,但一个完整的、普適性的证明,却迟迟未能出现。
【有意思,一个形式如此简洁的丟番图方程,竟然能成为一个悬而未决的猜想。】
徐辰的眼中,燃起了一丝挑战的火焰。
他铺开一张稿纸,开始了对这座未知高峰的攀登。
【第一步,尝试小数据和特殊情况。】
n=2:42=2。11+12+12。有解。