书城文学纪实中国2
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第24章 报告文学(24)

为什么证明《猜想》如此之难?李中平认为:一是几千年来一直没有形成完整的自然数公理体系。好比在平面几何中,如果没有希腊时代欧几里得(公元前330-275)编写的《几何原本》中平面几何公理体系,那么研究平面几何的问题也很困难。比如删去平面几何中“两点之间,平面线段最短”这个公理,再去证明平面几何图形中线段的不等关系或相等关系同样非常难;二是人们对自然数的认识不全面。在自然数中,隐藏着很多普遍正确的命题却没有被人们认识和发现,素数与合数都有很多重要的基本性质还没有被人们发现和应用。在残缺不全的自然数理论和方法指导下去证明和研究与自然数相关的一些重要命题,必然会使人们遇到想象不到的和无法克服的困难。三是没有找到最好的证明方法。

数学家创造了圆法、筛法和密率理论,虽然用来研究与《猜想》联系得十分密切的一系列问题时取得了辉煌的成就,但最终在没有完整地证明《猜想》之前,就充分暴露了它们不同的缺陷,从而间接地说明了这些理论和方法,都不是证明《猜想》最好的理论和方法。最后是自然数中的素数分布毫无规则,而且素数的个数无限多,至今人们没有发现可以完整地描述全体素数的数学表达式。许多与素数有关的计算和判断,总是异常困难,无法解决。因此,在对《猜想》的研究和证明过程中,就难以应用已有的数学理论、方法和技巧,来突破某些关键步骤。

科学是严谨的,来不得半点虚假与伪造,更何况数学家们挑战的对象是举世瞩目、尚需攻克的世界性“23大数学难题”之一的《猜想》呢!有心人,天不负。

李中平虽不相信天下没有干不成的事这句空话,但他坚信,只要是大自然中存在的规律,如果方法正确,总会从迷宫里找到出路的,总能彻底弄透《猜想》的真正含义。2000年8月,李中平数次到重庆,成都大图书馆查阅有关《猜想》的书籍,参阅了27位专家、学者有关《猜想》的着作,有相关的问题还特别向西南师范大学、重庆大学的一些数学专家请教过。在深刻认识《猜想》究竟是一个什么样的命题和真正含义后,他运用自己对数学的钟爱,把所学过的初等数论知识,结合别人的研究成果,调动了算盘、计算器和计算机等工具对《猜想》进行了大量的数字实验和计算,演算的草稿纸竟高达数米。

为使研究成果日臻完善,在两年多时间里,他利用休息时间17次到重庆枇杷山、罗斯福图书馆查找资料;达师专图书馆和达州市图书馆,都留下了他的身影。特别是在那个炎热的夏天,他忘记了自己是个身体不太好的人,把所有精力都投入到研究中,常常是通宵达旦地伏案演算、推论,有时自问自答,真正达到了忘我的地步。多数时间为思考、寻找一个问题的满意答案,常常是整天坐在稿子堆旁资料书中,如痴如醉地遐想……让我们来看看李中平是怎样用他自己研究的成果证明《猜想》的:

设大偶数M是无限集6,8,10,12,︱中的任意一个大偶数。因为M6是自然数中的大偶数,所以M=m+2,其中m是4的偶数。

令m=2.因为m4,所以24,故2。因此,是哥德巴赫2型基2,3,4,5,6,7……中的自然数。

根据“双基定理”当n=2时的结论知:哥德巴赫2型基中的每一个自然数,都可以写成无穷奇数素数基数列P+∞中的两个奇数素数基х,у(xу)的2型和式х+у,即=х+у。

把=х+у和m=2代入M=m+2中,得:M=2+2=2(х+у)+2=(2х+1)+(2у+1)因为х,у都是奇数素数基,所以由公式1知:2х+1和2у+1都是奇数素数。

因为ху,所以2х+12у+1,设2х+1=P1,2у+1=P2,则M=P1+P2,其中P1P2。

这就证明出每一个不小于6的偶数,都可以表示成两个奇数素数的和。

设大奇数N是无限集{9,11,13,15,17……}中的任意一个大奇数。因为N9是自然数中的大奇数,所以N=m+3,其中m是大于或等于6的偶数。

令m=2b,因为m6,所以2b6,故b3,因此,b是哥德巴赫3型基3,4,5,6,7,8……中的自然数。

根据“双基定理”当n=3时的结论可知:哥德巴赫3型基中的每一个自然数b,都可以写成无穷奇数素数基数列P+∞中的三个奇数素数基x、y、z(xyz)的3型和式x+y+z即b=x+y+z。

把b=x+y+z,m=2b代入N=m+3中,得N=2b+3=2(x+y+z)+3=(2x+1)+(2y+1)+(2z+1)。

因为x、y、z都是奇数素数基,故由公式1知:2x+1、2y+1和2z+1都是奇数素数。

因为xyz,所以2x+12y+12z+1。设2x+1=P1,2y+1=P2,2z+1=P3则N=P1+P2+P3(其中,P1P2P3)这就证明了每一个不小于9的奇数,都可以表示成三个奇数素数的和。

喜欢研究数学的人都知道,《猜想》涉及的自然数是无穷无尽的,每个读者能用已掌握的知识,读懂上面的演算,就可用李中平的“双基定理”证明到无穷无尽。

不仅如此,李中平还运用他的理论和方法,制成了数学用表和演示器,也可更简单地证明《猜想》(1+1)和(1+1+1)在有限范围内的任意一个数,还可以推测证明《猜想》类似几个“1”相加的问题,直到证明哥德巴赫大定理,比用其他方法证明要省心省时,且简便易操作。如使用大型计算机,还可以把证明的范围进一步扩大,这就是他专注《揭谜》的核心所在。

再次“啃”下坚硬的骨头李中平在没有人给他任何压力的情况下,历经了许多艰辛,探索数与数之间之谜已取得了令世人瞩目的成就,按说应该歇息了。可他不仅没有停步,反而是更不懈地追求,《猜想》证明成功后,接着又向比证明《猜想》更难的“奇数都不是完全数和完全数都是偶数”进军。要证明这项《猜想》究竟有多难?2006年10月,《西南大学学报》一位审稿专家说:“奇完全数存在性问题,是一个长期困惑数学家的悬而未决的问题。”可想而知其难度有多大。

李中平需要在没有成功可用的理论、方法和技巧的情况下,另辟新路,那么要证明这个《猜想》难题的难度就可想而知了,但他不惧高峰,勇攀不止,反复验算得出结论:自然数不存在奇完全数,自然数中的完全数都是偶数。其论文于2008年在多家刊物问世。

什么叫完全数?如自然数6中1、2、3、6这4个约数,也就是能被这4个数整除,而比6小的3个约数之和正好等于6,这个6就叫完全数。同理,如自然数28有6个约数,分别是1、2、4、7、14、28,比28小的5个数之和等于28,这个数也是完全数。也就是说:一个自然数中,所有小于这个数的约数之和,能等于这个数,这个数就是完全数。从研究至今3000多年,人们一共只发现了自然数的49个完全数,这些完全数都可以由偶数组成,可要证明却是非常艰难的。

因为证明完全数都是偶数,可以证明奇数都不是完全数;要证明奇数都不是完全数,就要解决奇完全数存在性的问题;要证明完全数都是偶数,就要证明奇素数级数互不相等。他认为要突破证明难度最大的关键步骤,最简易方法就是应用素数级数中几个重要的初等性质,他把自然数中全体素数按从小到大排列,得到无穷的数列Pn,并定义了数项级数、素数级数、奇素数级数、偶素数级数、同底素数级数、异底素数级数、同次素数级数、异次素数级数,然后设定Pn表示第n个素数,再通过他自己创造和证明的和平不等式求解,即:

任取两个奇素数,证明了和平不等式就是:

Pm+1―pPm+1―1——-≠——-qn+1―qqn+1―1如果其中P、q是奇素数,m、n是正整数,把每个字母代入已知数,便得如下式:

37+1―337+1―1——-≠——-,54+1―554+1―1经过8年的研究,他得出了如下定理:偶素数级数都是正奇数,奇数数级数中,次数是奇数的素数级数是正偶数,次数是偶数的素数级数是正奇数。在同底素数级数中,次数较大的素数级数较大,次数是1时的素数级数最小;在同次素数级数中,底数较大的素数级数较大,底数是偶数2时的素数级数最小。同时他发现了素数级数、素数商级数和二素数级数的区间性。通过证明,又得出在异底素数商级数中,底数较小的素数商级数较大;全体奇素数级数互不相等;任意两个奇素数级数,都不能分解成同一个奇素数的正整数指数幂;几个奇素数级数的积的一半,不等于这些奇素数的同次正整数(仅有1个奇数)指数幂的积;如果两个奇素数商级数同底不同次,那么两个奇素数商级数的和、差、积、商都是分母不能整除分子的正分数。

通过这些定理被反复证明,完全数都是偶数,从而再次将世界性难题破解。

四色定理,也是一道着名的国际数学难题,要研究四色定理,也就要研究各类地图。李中平发现了四色地图是隐藏在政区地图中一个最简单的自然规律,这个自然规律又是数学规律,“从而建立了四色地图串圈着色理论”,发明了“四色地图串圈计算方法”——任何一幅四色地图都由一个个四色圈叠加合成,并且任何一幅四色地图都可以分解成一个个四色圈。这就是他发现的原理,并取得国家专利,并在《四川文理学院学报》发表论文《用串圈着色理论证证四色证理》。

1976年,美国数学家和计算机专家合作,对10000个特殊构形,利用计算证明四色定理成立。我国数学家华罗庚曾在《人民日报》上发表文章,认为我们国家数学水平在这个方面落后了,而李中平恰恰认为,我们国家在这方面超过了美国,美国的证明不是数学的证明,只是对10000个图形在有限范围内进行的一次验证,利用计算机证明,永远无法达到无穷多个行政区的范围。根据数学归纳法,证明了第一步成立,就假定第K步成立,再证第(K+1)步成立。2004年,在成都天府广场四川省科技馆,他给1000多名7至70岁的人讲他发明的串圈着色原理、并用他发明的四色地图玩具计算器和算盘计算器等对中小学生进行科学普及,收到很好的效果,被认为是地球仪着色难、不好记的一次历史性革命。

他制作的《中国行政区四色地图》和《世界政区四色地球仪》参加青少年科技创新大赛,分别获省、市一等奖。

采访就要结束了,李中平很自信地告诉笔者:“大凡科学成就有两种意义,如果用钱来精确地计算出价值来的,叫做“有价之宝”;如果用来揭开自然之谜,诠译宇宙天体、加快经济建设、搞好国防科研、研究自然科学、实施案件侦破、充实哲学研究等之中的,其价值则无从估计,就是“无价之宝”。我之所以不惜耗尽自己的身体来研究《猜想》和完全数,就是为了给世界数学界奉献出一个无价之宝。”

就要离开李中平的家中,突然一个念头升起,比起那些在其位却不谋其事的人,他留给我们的思索太多了,是他的坚韧不拔,是他的百折不挠,还是他勇攀高峰的无畏精神?我想都是,因为,无论在中国,还是在世界,像他这样执着追求真理,求证自然规律的人毕竟太少太少了……王忠权,男,从1982年起,先后在《人民日报》、《解放军报》、《每日电讯》、《中国交通运输报》、《战旗报》、《四川日报》、《国防》、《西南军事文学》、《中国公路》、《蓝盾》、《军事记者》、《新闻三昧》等全国90多家报刊发表报告文学、小说、杂文、诗歌、通讯、消息、图片等2000余篇约300万字,其中发表在《西南军事文学》的长篇报告文学《跑马山作证》、《西部潮》头条长篇报告文学《凤凰腾飞》以及《战旗报》的长篇通讯《耸立在地球之巅的见证》等作品获成都军区、四川省和达州市奖励。1999年加入四川省达州市作协,2000年加入四川省作协。

荒草滩上改写历史

——中铁二十二局集团四公司桥梁工程指挥部发展纪实

黄泽继

山西大同是我国的能源重化基地,尤其盛产煤炭,素有“煤都”之美誉。为使该地区的能源在国民经济发展中发挥更好的作用,1983年9月,国务院作出修建贯穿华北大地的大秦铁路的决定。参建者创造了“吃苦奉献,争创一流”的大秦精神,而大秦精神形成了“引巨龙出晋,运乌金下海”的强大合力,也就有了中国第一条双线电气化重载铁路,有了中国第一个现场制梁厂,实现中国现场预制跨度32米后张法预应力混凝土铁路桥梁“零的突破”,改写历史。随即,中国的现场预制桥梁技术以惊人的速度向前发展。

——题记

这是一个改革开放的时代,更是一个创新发展的时代。

在国家重点工程大(大同)秦(秦皇岛)铁路全长653公里建设期间,为满足大秦铁路铺架梁的需要,中铁二十二局集团四公司桥梁工程指挥部(原中铁十八工程局第四工程处沙城桥梁厂),他们冒着风险、迎着困难走出了一条别人没有走过的路,1985年5月至9月在河北省怀来县沙城镇境内一片荒草滩上建成现场制梁厂并投产。从此有了中国第一个现场制梁厂,实现中国现场预制跨度32米后张法预应力混凝土铁路桥梁“零的突破”,改写历史,创造了中国铁路桥梁建设史上的奇迹,把不可能变成可能。

随即,从1992年底至1993年初,桥梁工程指挥部又在革命老区江西省吉安市河东区境内新建成吉安桥梁厂并投产。之后随着中国铁路跨越式发展的新形势,在秦(秦皇岛)沈(沈阳)铁路客运专线、2008年北京奥运会配套重点工程京(北京)津(天津)城际铁路客运专线、石(石家庄)太(太原)铁路客运专线、太原至中卫(银川)铁路等国家重点工程建设沿线建设临时现场制梁场,从而使桥梁工程指挥部不断拓展施工生产领域,年年任务饱满,以惊人的速度不断创新发展,并创造了多项全国第一:

1985年9月20日,全国第一个现场预制跨度32米后张法预应力混凝土铁路桥梁成功;1986年,全国第一个成功研制现场制梁改大功率蒸汽锅炉蒸养为自然温度棚养技术;1986年,全国第一个试验成功现场制梁混凝土配合比优选法技术;1991年4月,全国第一个现场预制32米后张法预应力铁路桥梁成套技术通过铁道部鉴定;1993年,全国第一个成功研制折叠式活动雨棚现场生产铁路桥梁技术;1993年,全国第一个创造仅用98天建设吉安现场制梁厂当年建厂当年投产的最新纪录;1993年12月,全国第一个获得现场生产铁路桥梁中国建筑工程鲁班奖;1994年5月至10月,全国第一个现场制梁厂(吉安桥梁厂)一次性通过铁道部科技司、质检中心、桥梁检验组颁发许可证的考核检查。