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希尔伯特(1862~1943) 德国著名的数学家。他出生于东普鲁士哥尼斯堡,1885年毕业于哥尼斯堡大学,同年获得博士学位,1892年任哥尼斯堡大学教授。自1895年起任哥廷根大学终身教授,是哥廷根学派的核心人物。数学研究的面极其广泛,其中不变量理论、几何基础、希尔伯特空间论、类域论、位势论和变分法中都有他开创性的贡献。

在1900年巴黎国际数学家代表大会上,希尔伯特发表了题为《数学问题》的著名讲演。他根据过去、特别是19世纪,数学研究的成果和发展趋势,提出了23个最重要的数学问题,这23个问题通称为希尔伯特问题,本文给予简单介绍。

希尔伯特提出的23个数学问题,成为世界各国数学家力图攻克的难关,对现代数学的研究和发展产生了深刻的影响。这23个问题分属四大块:第1到第6问题是数学基础问题;第7到第12问题是数论问题;第13到第18问题属于代数和几何问题;第19到第23问题属于数学分析。

1975年,在美国伊利诺斯大学召开的一次国际数学会议上,数学家们回顾了四分之三个世纪以来,希尔伯特23个问题的研究进行展情况。当时统计,约有一半问题已经解决了,其余一半的大多数也都有重大进展。

自1940年以来,美国数学评选的十大成就中,有三项就是希尔伯特第1、第5、第10问题的解决。由此可见,世界各国数学家都在关注希尔伯特问题,认为能圆满解决它们是当代数学家的无上光荣。据统计,除美国外,德国、俄国(苏联)、日本、阿根廷等国的数学家,都取得了圆满解决一、两个问题的优异成绩。

值得一提的是,我国数学家对第8道素数问题,第16道代数曲线和代数曲面的拓扑问题,取得了重大突破,问题虽没有完全解决,但研究成果位于世界前列。这是中国数学近代稍显落后,现代大有进步的表现,值得引以自豪和宣传颂扬。

第8题是素数问题,包括黎曼猜想、哥德巴赫猜想、孪生素数猜想等内容。其中哥德巴赫猜想的最佳结果、是由中国数学家陈景润创造的。他于1966年证明了(1+2),离最后要证出的(1+1)结果,仅差一步之遥,但离最终解决尚有距离,一直到现在仍属于世界领先水平。孪生素数问题的最佳结果,属于另一位中国数学家张益唐。2013年5月,他证明了孪生素数猜想的一个弱化形式,发现存在无穷多差小于7000万的素数对,从而推动问题的解决迈出了一大步,这一差值已被缩小至246。

第16题属于拓扑研究, 此问题分两部分,前半部属代数,后半部属几何。我国数学家在几何拓扑学方面有突出贡献。1955年,苏联数学家宣布取得进展后,而后被否定。1957年,我国数学家董金柱、叶彦谦和秦元勋、蒲富金取得了部分成果;1978年,我国数学家史松龄与王明淑以及1983年,秦元勋又分别取得了新的进展,为研究这个问题提供了新的途径。

可见,希尔伯特于1900年提出的23个数学问题,还有许多未能解决。显然问题是相当艰深的,正因为艰深,才吸引了世界各国有志之士去作巨大的努力。