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第六百零九章 最脆弱的素数数论（第1页）

1978年，数学家发现了一种十分“脆弱”

的素数，任意改变其一位数就会变成合数，它们被称为“易损素数”

。

近期，数学家找到了更多的“易损素数”

，而这一概念也被再一次扩展……

让我们来看看以下几个数字，试试看能否发现它们的特别之处：、、。

你可能会注意到它们都是素数（只能被自己和1整除），但其实这几个数的不寻常之处远不止如此。

如果我们选取这几个数字中的任意一位进行更改，新得到的数字就成为了一个合数，比如将中的1改成7，那么得到的数字就可以被7整除，改成9，则可以被3整除。

这些数字被称为“易损素数”

，它们是相对较新的数学发现。

1978年，

数学家默里·克拉姆金（MurrayKlamkin）提出了这一类素数的猜想，之后迅速得到了有史以来发表论文数量最多的数学家保罗·埃尔德什（PaulErd?s）的回答，他不仅证明了易损素数确实存在，而且证明了它们的数量是无限的。

后来，其他数学家进一步扩展了埃尔德什的结果，其中就包括菲尔兹奖章得主陶哲轩，他在2011年的一篇论文中证明了易损素数之间是呈“正比例”

的。

这意味着，随着素数本身变大，连续两个易损素数之间的平均距离保持稳定。

也就是说，易损素数并不会变得越来越稀少。

在近期发表的两篇论文中，南卡罗来纳大学的迈克尔·菲拉塞塔（MichaelFilaseta）更进一步地阐述了这一观点，并提出了一类结构更为精妙的易损素数。

他受到埃尔德斯和陶哲轩工作的启发，设想将一个无限长的前导零串作为素数的一部分，就像数字53和…0000053的值是一样的，那么如果改变一个易损素数前无限的零中的任意一个，素数会变合数吗？菲拉塞塔假定这些数字是存在的，并将其称为“广义的易损素数”

。

2020年11月，他与研究生耶利米·索斯威克（JeremiahSouthwick）共同发表了一篇论文来探究这些数字的性质。

这项结果得到了乔治亚大学数学系教授保罗·波拉克（PaulPollack）的盛赞。

显而易见，这样的数字比原来的易损素数更加难找。

波拉克说：“是一个易损素数，但并不是一个广义上的易损素数，因为如果我们把…000变为…0，得到的并不是合数，而是另一个素数。

事实上，菲拉塞塔和索斯威克找遍了1000000000以内的所有整数，也没有在十进制下找任何一个广义的易损素数。

然而，这并没有阻止他们继续寻找的脚步。

经过不懈的探索，他们证明了这样的数字在十进制的情况下确实是可能存在的，而且还会有无穷多个。

更进一步，他们还证明了广义的易损素数同样是呈正比例的，就像陶哲轩的结论那样。

之后，在索斯威克的博士论文中，他在2、9、11和31进制上获得了相同的结果。

波拉克对这些发现印象深刻，他说：“对于这些数字，你可以做无限多可能的改变，然而不管你做哪一个改变，你得到的始终是一个合数。”

证明过程主要依靠两种工具，第一种被称为覆盖同余（coveringsystems），是由埃尔德什在1950年发明的，目的是解决一个数论中的问题。