陶哲轩的突破性数学公式如此简单,任何人都能理解
观点 亚当·斯宾塞 播音员和数学家 2026年6月9日 - 上午5:00 我从不需要借口来谈论伟大的数学家陶哲轩。因此,当总督萨姆·莫斯廷在周一将陶哲轩命名为2026年国王生日荣誉的澳大利亚勋章陪审团成员时,我无比自豪。这是对陶先生在数学科学、全球数学社区以及高等教育和学术界所作出的卓越贡献的庆祝,让我们来看看他最著名的发现之一。更妙的是,这是一个你可以理解的发现。陶哲轩,数学教授,在2026年国王生日荣誉中被授予澳大利亚勋章陪审团成员。他于1975年出生在阿德莱德,2岁时就能数数和阅读,11岁时旁听弗林德斯大学的数学讲座,14岁时全日制注册,21岁时获得普林斯顿博士学位,获奖数量之多可谓数不胜数。最令人印象深刻的是,他在2006年获得了菲尔兹奖(数学界最接近诺贝尔奖的荣誉)。他在加州大学洛杉矶分校工作,并被广泛认为是当今世上最出色的数学家。世界上最伟大的数学头脑定期寻求他的建议。在他的诸多成就中,陶先生为我们提供了一个非常简单但令人震惊的对数的结构的洞察。还记得素数吗?6不是素数,因为我们可以将其分解为因子,写成6 = 1 x 6和6 = 2 x 3。但是7是素数。我们可以写成7 = 1 x 7,但我们无法像对6那样将其分解成更小的因子。从这个意义上说,素数是所有计数数字的构建块。尽管如此,对于这样重要的拼图部分,我们对它们的了解却出奇地少。每当我们对素数这一黑暗无尽的领域获得哪怕一点点洞察时,它们都会嘲笑我们,然后再次消失在阴影中。正如另一位杰出的澳大利亚数学家,悉尼大学的乔迪·威廉姆森所说:“素数是无穷的,但很难看出它们之间的任何结构。陶哲轩给我们带来了对这些数字的令人难以置信的洞察。”你看,我们对素数所知道的最神奇的事情之一被称为格林-陶定理。为陶和他的同事,英国人本·格林而点赞。事情是这样的。让我们看看一些数字的“链”。首先是3, 5, 7(长度为三的链,公共步长为二)。现在考虑链5, 11, 17, 23, 29(长度为五,步长为六)。你会注意到,这些链中的所有数字都是素数。那么我们就称它们为素数链。如果你自己也喜欢一点数学,或者家里有一个对数学充满好奇的小孩,可以问这个问题。我们遇到的第一个长度为六的素数链是什么?(答案在本文结尾处)。在2004年,格林和陶证明了这个惊人的事实。如果你想要一个长度为100的素数链,它一定存在于某个地方。一个包含一百万个素数的链——是的,它在某个地方存在。一十亿。一万亿。想要一个长度为百万、十亿、万亿的素数链吗?计数数的无穷大中一定会包含一个。令人痛苦又美妙的部分是:证据告诉你这些链是存在的,但并没有告诉你该去哪里找。它表明了这些链的纯粹存在,而不是它们的位置。事实上,我们找到的最长链仅有27个素数。如果你想知道(如果你不想知道,我会有点失望),它的起始点是224,584,605,939,537,911,步长为18,135,160,562,604,430。这个链中的27个数字都是素数。对我而言,这就是纯粹的美。尽管知道随着计数的增加,素数变得越来越稀薄,并且我们最强大的超级计算机无法找到比27更长的链,但这位杰出的澳大利亚人证明了无论你要寻找多长的链,它一定存在。停下来一秒,让这一点洗涤你,和我一起说:“太棒了,陶哲轩,澳大利亚勋章陪审团成员。”* 素数链7, 37, 67, 97, 127, 157的长度为六。亚当·斯宾塞是悉尼大学的数学和科学大使,在adambspencer.substack.com上撰写关于人工智能、数学和各种极客话题的文章。
本站免费、广告极少。如果觉得有帮助,可以请我们喝杯咖啡 —— 任何金额都对持续运营有实际帮助。
☕请我喝杯咖啡