素数是什么意思?和质数的区别在哪?( 二 )


素数拥有无穷多个,但是素数的分布极为不规律,由于素数在整数中的特殊性,数学家对素数始终有着特殊的爱好,也有很多优秀的数学家竭尽一生去研究素数分布规律 。
对素数分布规律的第一个突破性进展,是大数学家高斯在1792年(15岁)发现了素数定理,素数定理说的是素数分布与积分函数渐近,但是高斯也无法证明素数定理,使得素数定理成为19世纪最著名的数学难题,直到1896年,素数定理才被其他人证明 。

素数是什么意思?和质数的区别在哪?


素数定理是素数分布的渐近公式,但是随着数字的增大,素数定理和素数分布的绝对误差将会趋向于无穷,所以素数定理的实用性并不大 。
直到1859年,高斯的学生黎曼在一篇论文中,扩展了100多年前欧拉发现的一个公式,然后推导出一个素数分布的准确公式π(x),该公式是否成立,取决于一个猜想是否正确——黎曼猜想 。

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从黎曼猜想中我们可以看出,素数的分布取决于黎曼函数的非平凡零点分布,由于黎曼函数的所有非平凡零点,对每个素数都有贡献,使得黎曼猜想的证明变得相当艰难 。

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在2018年9月,89岁高龄的英国数学家迈克尔·阿蒂亚宣称证明了黎曼猜想,引起全世界的关注,可惜他的证明并不成立,他本人也于2019年1月11日去世 。
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