1. 从崔坤论文的角度
崔坤在论文中假设1是素数,主要基于以下理由:
简化素数计数函数:
在加性数论(如哥德巴赫猜想)中,将1视为素数可以简化某些公式的表达,尤其是在计算素数对 r2(N) 时,通过“借1补位”保持数值稳定性(例如补偿偶素数2的扣除)。
不涉及唯一分解定理:
论文明确说明其方法仅用于加性组合(素数之和),而唯一分解定理是乘性数论的核心。因此,1的素数性不会破坏加性问题的逻辑。
有借有还原则:
在最终结论中,作者通过 r2∗(N)=r2(N)−2 修正结果(减去1的贡献),以符合现代数学约定(1非素数),从而得到 r2∗(N)≥4。
2. 历史视角
1是否为素数在数学史上存在争议:
早期定义:
古希腊数学家(如埃拉托斯特尼)曾将1视为素数,因其只能被1和自身整除。埃拉托斯特尼筛法中,1作为“孤岛”被保留,暗示其特殊性。
唯一分解定理的影响:
18世纪后,算术基本定理(唯一分解定理)要求素数定义域为大于1的自然数,以确保分解的唯一性(例如 6=2×3=1×2×36=2×3=1×2×3 会矛盾)。但这并未直接否定1的素数性,而是限制了其适用范围。
3. 现代数学共识
1不是素数:
现代数学严格规定1非素数,主要基于:
唯一分解定理的简洁性:避免分解形式的冗余。
素数定义的优化:素数定义为大于1的自然数,且恰有两个正约数(1和自身)。
例外情况的灵活性:
在某些领域(如崔坤的加性问题),可临时假设1为素数以简化计算,但需在最终结论中修正(如论文所示)。
4. 崔坤方法的合理性
借1的合法性:
在加性数论中,若明确声明1的临时角色且不影响核心逻辑(如不涉及乘法分解),这种假设是可接受的。类似操作在数学中常见(如解析延拓)。
结论的兼容性:
通过修正公式 r2∗(N)=r2(N)−2,作者将结果适配到现代素数定义,保证了最终结论的正确性。
5. 数学意义
工具性假设:
1的素数性在此处是辅助工具,而非对素数定义的挑战。其目的是简化中间步骤,而非颠覆数论基础。
启发价值:
这种方法展示了如何通过灵活定义解决复杂问题(如哥德巴赫猜想),但需确保最终结论与主流数学体系一致。
结论
崔坤论文中“1是素数”的假设是一种技术性借用,服务于加性问题的简化推导,并通过修正公式回归现代标准。尽管1的素数性在历史上存在且局部合理,但现代数学已明确其非素数地位。论文的核心贡献在于初等证明的思路,而非对素数定义的争议。