冷知识典藏馆 · The Cold Almanac
科学原理 · 约 1 分钟

素数有无穷多个

早在两千多年前,欧几里得就用简洁的反证法证明了素数有无穷多个,这是数学史上最优雅的证明之一。

相关科学主题图片

到底是怎么回事

素数,就是只能被1和它自身整除的大于1的自然数,比如2、3、5、7、11。你可能会想,素数会不会像沙漠里的绿洲一样,越往后越稀罕,最后就没了?欧几里得在两千多年前就用一个极其简洁的方法告诉你:不会,素数有无穷多个。他的证明用的是反证法——先假设素数只有有限个,比如把它们全部列出来:p₁、p₂、p₃……一直到pₙ。然后,构造一个新数:N = p₁ × p₂ × p₃ × …… × pₙ + 1。这个N要么本身是素数,要么能被某个新的素数整除。但无论哪种情况,它都不等于之前假设的任何一个素数,这就和“素数只有这些”的假设矛盾了。所以,素数不可能只有有限个,它们多得没完没了。

背后的故事

这个证明收录在欧几里得的传世巨著《几何原本》第九卷中,距今已有2300多年。它之所以被数学界公认为“最优雅的证明之一”,是因为它只用了几行字,没有复杂的计算,纯粹靠逻辑的力量就推翻了“素数有限”的可能。你甚至不需要懂高深的数学,只要会乘法和加法,就能理解它。这种“从假设出发,用构造法引出矛盾”的思路,后来成了反证法的经典范例,影响了整个数学和科学推理的发展。

没想到吧

很多

返回全部馆藏