解法:梅纳德的多维筛法:素数之间的有界间隔(2013年)
把 个位移中给出 个素数的同一套机制,配合更大的 ,同样能对 、,乃至任意数量 个素数同时起作用:由于 至少像 一样增长,选取足够大的 总能对任意 都把 个素数逼进一个有界窗口。这就是梅纳德论文中一般性的定理1.1——无穷多次,任意多个素数聚集在一起。
具体常数 从未被声称是最优的——梅纳德本人就明确说明了这一点——事实上,一个名为 Polymath8b 的大型合作项目在几个月内就把同一方法的数值进一步推进,将界降到了 ,这至今仍是已知最好的无条件界。而完整的孪生素数猜想(界是 ,而不只是某个有界的数)依然是一个未解之谜。
由于当 较大时 (第6步),且 可以无条件地取到接近 ,阈值 当 时像 一样增长。根据目标 适当选取 ,梅纳德得出定理1.1:对每个 ,无条件地有 (梅纳德2013年,定理1.1)——对每个 ,都有无穷多次任意多个素数聚集在一个有界窗口中。
梅纳德明确表示,无论是 (定理1.3)还是 的增长速度(定理1.1)都不被认为是最优的:“通过进一步的数值计算,我们的方法可以得出更好的界”(梅纳德2013年,第1节)。事实正是如此:Polymath8b 项目(2014年)是一次大规模的在线合作,把梅纳德与陶哲轩各自独立发现的同一方法的版本结合起来,并对可容许元组进行了广泛的计算机搜索,将界降到了 ,这是今天已知最好的无条件界。
孪生素数猜想本身——即界可以一路降到 ——仍然完全是一个未解之谜;梅纳德的方法,即便结合 Elliott–Halberstam 猜想(一个尚未证明的、把 Bombieri–Vinogradov 加强到 接近 的猜想),也只能达到 (梅纳德2013年,定理1.4)。要把剩下的差距缩小到 ,需要超越目前所理解的筛法理论的、根本性的全新想法。
- Elliott–Halberstam 猜想
- 一个尚未证明的、对 Bombieri–Vinogradov 定理的加强,猜想素数对每个 (而不仅是 )都具有分布水平 。这是筛法自然的目标,但仍未解决。