西塔潘的猜想,又被称为西塔潘猜想或玛丽亚伊戈纳科夫柳克猜想,是数学上一项重要的未解问题。这一猜想由俄罗斯数学家阿列克谢·西塔潘在1962年提出,至今仍未被证明或推翻。西塔潘的猜想声明,在任意给定的正整数 n 下,可以找到一种方式将 n 分解为 p 和 q 的和,其中 p 和 q 分别表示不小于 2 的两个正整数。而且,p 和 q 的和一定是 n 的最小奇异素因子乘以 2 的某个非负整数次方。虽然数学界已经对西塔潘的猜想进行了广泛的研究和尝试,但为了解答这个问题,数学家们仍然需要更进一步的努力和深入的数论研究。西塔潘的猜想在数论领域中具有重要的理论和实际意义,它的解答将会对数学知识的发展和应用产生深远的影响。
西塔潘猜想是一个20多年未解决组合数学难题,但这并不是主流数学问题,因此在数学界并不出名。但是这道难题最终被中国中南大学学生刘路解决了。而且只用了一张纸就证明了这个猜想。可见,这个数学难题解决并不困难。在数学界是个边缘化的数学猜想。
西塔潘猜想的证实人是刘嘉忆。他是中南大学数学科学与计算技术学院的,其酷爱数理逻辑。
西塔潘猜想,是由英国数理逻辑学家西塔潘于20世纪90年代,提出的一个反推数学领域,关于拉姆齐二染色定理证明强度的猜想。
2011年5月,由北京大学、南京大学和浙江师范大学联合举办的,逻辑学术会议在浙江师范大学举行,中南大学数学科学与计算技术学院,酷爱数理逻辑的刘嘉忆的报告,给这一悬而未决的公开问题,一个否定式的回答,并彻底解决了西塔潘的猜想。R(3,3)=6,也称为拉姆齐二染色定理。
刘路破解了困惑世界的数学难题西塔潘猜想后,中南大学也不拘一格选人才,把年仅23岁的刘璐,破格聘为了正教授级研究员。
近来,中南大学大三学生刘嘉忆解决了国际数学难题:反推数学中的拉姆齐二染色定理的证明论强度的研究。
这引起了广泛的关注,但由于专业性,很多人并不知道这个问题到底是怎么样的,这里就对刘嘉忆的工作做了一个简单的介绍。什么是反推数学要讲清刘嘉忆(本名刘路)到底做了什么,我们先来看看中南大学对此的新闻报道[1]中的一句话:“Liu Jiayi’s paper ……probes into a problem of reverse mathematics”,这句话的意思是刘嘉忆探究了反推数学(Reverse Mathematics)中的一个问题。反推数学是数理逻辑的一个小分支(刘嘉忆解决的西氏猜想是反推数学中的一个问题)。在上世纪80、90年代,反推数学还比较活跃。上一个十年中,有些衰落。目前,又有了一点生气。现在,全球研究人员估计超过二十人。国内南京大学对反推数学有研究。反推数学大致是这样的:通常的数学大致是从公理到定理的研究,而反推数学则是从定理(陈述)到公理的研究,二者正好方向相反。举一个可能有些不恰当的例子,如果知道 X = 3 这一条件,那么我们可以推出 X 2 = 9 ,这就是通常的数学。但是如果我们知道 X 2 = 9 而要问什么条件可以保证这个结论成立的话,那么选择可就多了,X = 3 可以,X = -3 可以,X + 1 = 4,X - 1 = 2等等也都可以,不过我们或许会特别注意 | X | = 3 ,因为感觉这样“不多也不少”,而其余的则感觉有所遗漏。容易发现 X = 3 和 X 2 = 9 这两个陈述的蕴意是有所差别的,当然这也是有语境的,我们自然认定是在全体整数或者实数的范围中考虑的,如果我们是在正数的范围中考虑,那么那两个陈述的蕴意则恰好相当,没有差别。这个例子很简单,因为其中的陈述看起来很简单,它们的蕴意比较起来很容易。如果我们的陈述是实数的确界定理和闭区间套定理,那么要判断这两个陈述的蕴意就要麻烦一些,对于可能更复杂的两个陈述,判断起来则更不容易。可以说,反推数学就是要探讨(在一个基本体系中)一个陈述的精确蕴意(专业的词汇是证明论强度),既不能多一点也不能少一点。为求精确,最好还是用一些符号:存在一个基本体系 S 以及一个陈述 T (它不能被 S 所证),目标是要在 S 上添加适当的公理(也有可能是一些规则),使得新的体系S’恰好能证出T,“恰好”体现为一则 S’ 要能证出 T ,二则同时 S 和 T 本身就蕴含 S’。什么是西塔潘猜想这就是刘嘉忆研究的领域。那他做了什么呢?二阶算术系统如果要详细说来还是有些复杂(有兴趣的读者可以参看Wiki词条 Second-order Arithmetic[2]),不过说到底其实差不多就可以理解为我们通常的分析系统(即实数系统,与此对应的,一阶算术系统是自然数系统)。拉姆齐二染色定理(Ramsey Theorem for Pair)用非形式的语言可以叙述为任何一个对边进行2-染色的含(可数)无穷个顶点的完全图都有一个单一染色的含有无穷个顶点的子完全图,而弱柯尼希定理(Weak K