「」几何之父——欧几里得是如何证明素数有无穷多个的?天才的设计!( 三 )


欧几里得通过运用当时的数学发现了许多真理 。 既然相信某事不足以使人信服 , 他就必须再一次寻找绝对的确定性 。 只有这样他才能用数学方法来做这件事 。 他只是需要一个聪明的想法 , 并以一个优雅的证明结束 。 这就是为什么他一开始定义了一个定理:质素有无数个 。
这个证明对欧几里得来说意义重大 , 因为他的定理必须是可靠的 。 他的计划是做一个思维实验 , 这是一种叫做矛盾证明的数学技巧 。 首先 , 他想象自己生活在一个平行宇宙中 , 那里有数量有限的质数 。 因此 , 他可以把它们列在一张清单上 。 这可能是一个很长的列表 , 但质数在他的宇宙中是有限的 。 他不知道最大的质数是多少 , 所以他叫它p 。 他拿了一张很大的纸 , 写下了世界上所有的素数 。 他的列表从2、3、5、7一直到“p” , p(理论上)是最大的质数 。 后来 , 欧几里得想出了一个绝妙的主意:“我要把所有这些数相乘 , 然后加1 。 ”
他不知道这个数是多少 , 但它是所有质数的乘积加1 。 他已经知道这个数必须有一个质因数因为每一个大于1的数都必须有一个质因数 。 (算术基本定理)这个数本身有素数的可能 。
素数是构成所有数字的基石 。 老师们常说:“质数是数学的原子 。 ”
欧几里德需要检查 。 质因数可以是2吗?答案是否定的 , 因为这个数是2乘以另一个数加1 。 所以余数是1 。 质因数可以是3吗?答案是否定的因为这个数是3乘以其他数加1余数是1 。 质因数是5吗?不 , 因为这个数是5乘以其他数加1余数是1 。 对于每个质数 , 都会发生相同的事情 。
欧几里得的天才使他的新数总是不能被他数字表上的任何素数整除 。 当欧几里得数除以任意一个质数时 , 余数总是1 。 但是 , 如前所述 , 这个数字必须有一个主因素 。 因此 , 他的逻辑论论点到了一种荒谬的程度 , 即这是不可能发生的 。 因此 , 在他的平行宇宙中存在着一个不可能存在的矛盾——必然存在无穷多个素数 。
欧几里得很久以前所做的事情是如此美丽 , 因为我们有限的心灵可以通过这种方法达到无限 。 他扩大了我们的知识面 。 正如我前面所说 , 从欧几里得的窗口看到的景象是一场革命 , 它将扩展到太空 。 对我们来说 , 拓展数学前沿的可能性应该是令人兴奋的 。