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HUMANITY’S OPEN ISSUES

VOL. 001 / STILL OPEN

PROOF
NOT FOUND.

时间一直在走,
证明还没到。

We have time.
We don’t have proof.

ELAPSED SINCE 0001.01.01UTC
2025年 / YEARS
294天 / DAYS
23时 / HOURS
08分 / MINS
04秒 / SECS

63,928,307,284 SECONDS AND COUNTING

时间的起点,不是猜想的起点。计时说明

01 / THE OPEN FILES

等待中的问题38

有些还没答案。
有些正迎来转机。

404 未解 / 102 解答已宣布

置顶 / 六项千禧年关注

CMI MILLENNIUM PRIZE

按 CMI 当前总览顺序:NS 的 Active 在前,其后五项为 Unsolved。2026-09-11,CMI 公告称 NS “has apparently been settled”;本页用 102 单独标注“解答已宣布”,不将它混作普通 404,也不冒称千禧年奖已评定。官方公告 ↗

BSD 猜想Birch and Swinnerton-Dyer conjecture 1960s不虚构精确起点 404 未解决

一条椭圆曲线上,有多少彼此独立的有理点?

对于定义在有理数上的椭圆曲线,猜想把有理点群的秩与其 L 函数在 s = 1 的零点阶数联系起来:一个算术问题,居然由一个解析函数的行为来回答。

这里的“秩”不是简单地数出所有点。完整 BSD 猜想还预言首个非零 Taylor 系数与若干算术不变量之间的公式;一些情形已有深刻结果,但一般情形仍由 CMI 列为 Unsolved。

霍奇猜想Hodge conjecture 1950—已等待约 76 年 404 未解决

拓扑上看见的某些形状,真的能由代数方程拼出来吗?

对于光滑复射影代数簇,每个有理 (p,p) 型上同调类,是否都能写成代数循环之类的有理线性组合?这把代数方程的几何与空间的拓扑结构联系起来。

“有理系数”“光滑”“复射影”都是命题的重要条件。整数系数的类似说法并非这道千禧年题,并且已有反例。CMI 的一般霍奇猜想仍列为 Unsolved。

P vs NPFinding vs. checking 1971—已等待约 55 年 404 未解决

容易检查的答案,也一定容易找到吗?

如果一个问题的答案能在多项式时间内被核验,我们是否也能在多项式时间内找到答案?这就是 P 是否等于 NP 的问题。

“多项式时间”是复杂性理论里的精确定义,并不简单等于日常意义上的“很快”。目前 P = NP 和 P ≠ NP 都没有被接受的证明。

黎曼猜想Riemann hypothesis 1859—已等待约 167 年 404 未解决

素数的分布里,是否藏着一条完美的中线?

黎曼 ζ 函数把素数的信息编码进一个复变函数。猜想说:它所有非平凡零点的实部,都恰好等于 1/2。

大量零点已经通过计算验证,但有限次验证不是对全部零点的证明。这是克雷数学研究所的千禧年难题之一。

杨–米尔斯与质量间隙Yang–Mills existence and mass gap CLAY · 2000设奖年份,非提出年份 404 未解决

物理学里用得极其成功的理论,能否被严格建造出来?

对任意紧致单规范群,在四维欧几里得空间上严格构造非平凡的量子杨–米尔斯理论,并证明存在正的质量间隙:真空与最小非零激发之间隔着一段正能量。

题目包含“理论的严格存在性”和“质量间隙”两部分。实验或格点计算的支持不代替满足数学公理要求的构造与证明;经典杨–米尔斯方程的解也不能直接算作量子问题的解答。

丢番图逼近1

孤独跑者猜想Lonely runner conjecture 1967—已等待约 59 年 404 未解决

每个人都会有一刻,独自远离所有其他跑者吗?

k 名速度两两不同的跑者从单位圆周的同一点出发。对其中每一名跑者,是否都存在一个时刻,使其与其他每一人的圆周最短距离至少为 1/k?

每名跑者所需的时刻可以不同。对一些小人数和特殊速度配置已有结果,但一般人数仍未解决。距离按单位圆周计算,不是跑过的路程。

动力系统2

Collatz 猜想The 3n + 1 problem 1937—已等待约 89 年 404 未解决

一个小学生能懂的游戏,为什么难倒了数学家?

任选一个正整数:偶数就除以 2,奇数就乘以 3 再加 1。不断重复,猜想说你最终总会到达 1。

例如 6 → 3 → 10 → 5 → 16 → 8 → 4 → 2 → 1。测试再多起点,也不等于证明每一个正整数都会如此。1937 年是通常采用的提出年份。

希尔伯特第十六问题:极限环Hilbert’s 16th problem · limit cycles 1900—已等待约 126 年 404 未解决

次数有限的平面多项式微分方程,最多能有多少个极限环?

对每个固定次数 d,是否存在只依赖 d 的有限数 H(d),界住所有次数不超过 d 的实平面多项式向量场的孤立闭轨道(极限环)数目?

这里问希尔伯特第十六问题的第二部分:同一次数下的统一上界,而不是只问某一个系统的极限环是否有限;两种有限性不可混淆。

几何与拓扑1

四维光滑庞加莱猜想Smooth four-dimensional Poincaré conjecture 起点未定等待仍在继续 404 未解决

拓扑上是四维球面的空间,光滑结构也一定标准吗?

每个与标准四维球面同伦等价的闭光滑四维流形,是否都与标准四维球面微分同胚?

这是光滑范畴的四维问题。四维拓扑版与三维庞加莱猜想已有证明,并不能直接解决这个问题;不能把不同维数、同胚与微分同胚互相替换。

离散几何2

平面染色数问题Hadwiger–Nelson problem 1950—已等待约 76 年 404 未解决

给整个平面涂色,最少需要几种颜色?

给欧氏平面的每个点指定一种颜色,并要求任意相距 1 的两点颜色不同。所需最少颜色的精确值是多少?

经典已知界为 5 到 7。de Grey 在 2018 年的有限单位距离图把下界提高到 5;“至少 5 色”并不等于“恰好 5 色”。这里不额外要求每种颜色的点集可测。

不同距离问题:精确量级Erdős distinct distances · sharp order 1946—已等待约 80 年 404 未解决

平面上放 n 个点,至少会产生多少种不同距离?

设 g(n) 为 n 个互异平面点所能确定的最少不同距离数。是否存在上下界常数,使它的增长量级恰为 n/√log n?

Guth–Katz 的著名突破给出了约 n/log n 的下界,网格构造给出约 n/√log n 的上界。该条问剩余对数因子的精确量级,不把已解决的近最优下界重新包装成未解结果。

数论20

哥德巴赫猜想Strong Goldbach conjecture 1742—已等待约 284 年 404 未解决

每个大于 2 的偶数,都能拆成两个素数吗?

例如 8 = 3 + 5,28 = 5 + 23。看起来如此简单,却还没有一个适用于所有大于 2 的偶数的证明。

这里指强(二元)哥德巴赫猜想。不要与已被证明的弱(三元)版本混淆:每个大于 5 的奇数都能写成三个素数之和。1742 年是相关通信的年份。

孪生素数猜想Twin prime conjecture 起点未定等待仍在继续 404 未解决

相差 2 的素数,会永远成双出现吗?

3 和 5、11 和 13、17 和 19 都是孪生素数。猜想说,无论走到多大的数,总还有下一对。

数学家已证明某个固定间距范围内存在无穷多对素数,但尚未把这个间距缩小到 2。提出年代的归属不一,因此这里不虚构一个精确起点。

奇完全数问题Odd perfect numbers 起点未定等待仍在继续 404 未解决

一个“完美”的数,可不可以是奇数?

6 = 1 + 2 + 3,28 = 1 + 2 + 4 + 7 + 14。这样的数等于自身所有正的真因数之和,称为完全数。

我们知道许多偶完全数,却不知道奇完全数是否存在:既没有找到一个,也没有证明它不可能存在。这里的 σ(n) 是所有正因数之和,包含 n 本身。

勒让德猜想Legendre’s conjecture 1798—已等待约 228 年 404 未解决

每两个相邻的平方数之间,都藏着一个素数吗?

对每个正整数 n,开区间 (n², (n + 1)²) 里至少存在一个素数。端点不算在内。

素数定理描述总体密度,不能直接保证每一个这样短的区间都包含素数。这也是兰道在 1912 年提出的四个经典素数问题之一。

n² + 1 型素数问题Landau’s fourth prime problem LANDAU · 1912列入问题清单的年份 404 未解决

一个如此简单的二次式,会产出无穷多个素数吗?

是否有无穷多个正整数 n,使 n² + 1 是素数?2、5、17、37 是例子,但列举不等于证明无穷多个。

1912 年是兰道在国际数学家大会上列出这项问题的年份,不一定是最初提出年份。不要与对一次多项式适用的狄利克雷定理混为一谈。

布罗卡尔阶乘问题Brocard’s factorial problem 1876—已等待约 150 年 404 未解决

阶乘加一,何时刚好是完全平方数?

寻找正整数解 n! + 1 = m²。已知 n = 4、5、7,分别给出 m = 5、11、71;是否还有其他解?

这不是同名的“素数平方之间至少有四个素数”的 Brocard 猜想。对很多 n 的检验只排除了有限范围,不能证明解只有三组。

完美长方体问题Perfect cuboid problem 起点未定等待仍在继续 404 未解决

能做出一个所有对角线长度都是整数的长方体吗?

要求三条边、三个面对角线和一个空间对角线的长度,全都是正整数。这样的“完美长方体”是否存在?

只要求三个面对角线为整数的欧拉砖已经有很多例子;额外的空间对角线条件才是关键。当前既未找到满足全部条件的例子,也未证明不存在。

埃尔德什–施特劳斯猜想Erdős–Straus conjecture 1948 / 1950早期投稿 / 发表年份 404 未解决

每个 4/n,都能拆成三个单位分数吗?

对每个整数 n ≥ 2,是否总能找到正整数 x、y、z,使 4/n = 1/x + 1/y + 1/z?这个标准版本不要求分母互异。

Erdős 问题库 #242 还陈述了 n > 2 时分母互异的版本,并记录早期论文于 1948 年投稿、1950 年发表。大规模有限验证和模数特例都不等于一般证明。

比尔猜想Beal’s conjecture 1993—已等待约 33 年 404 未解决

把费马方程的三个指数拆开,会发生什么?

若 A、B、C、x、y、z 都是正整数,x、y、z > 2,且 Aˣ + Bʸ = Cᶻ,则 A、B、C 是否必有一个共同素因子?

共同素因子必须同时整除三个底数。许多特殊指数情形有结果,但不代表一般猜想成立;它与已证明的费马大定理也不是同一个命题。

莱默欧拉函数问题Lehmer’s totient problem 1932—已等待约 94 年 404 未解决

一个合数,能伪装出这种素数性质吗?

是否存在合数 n,使欧拉函数 φ(n) 整除 n − 1?素数自然满足条件,问题是合数能否也做到。

如果存在这样的合数,它必须满足很强的算术限制,例如为奇数且无平方因子。限制越来越多,不等于已经证明不存在。

莱默 Mahler 测度问题Lehmer’s Mahler measure problem 1933—已等待约 93 年 404 未解决

多项式的马勒测度,可以无限接近 1 吗?

是否存在统一的 ε > 0,使每个马勒测度大于 1 的首一整系数多项式 P 都满足 M(P) ≥ 1 + ε?

马勒测度衡量多项式根相对于单位圆的大小。莱默多项式给出约 1.17628 的著名例子;是否有统一间隙,以及它是否为最小值,需要区分为不同强度的断言。

利特尔伍德猜想Littlewood’s Diophantine conjecture 起点未定等待仍在继续 404 未解决

两个实数,可以同时被分数逼近得足够好吗?

对任意实数 α、β,是否都有 lim inf(q → ∞)q‖qα‖‖qβ‖ = 0?这里 ‖x‖ 表示 x 到最近整数的距离。

对几乎所有数对已有结果,可能反例集合也受到极强限制;“几乎所有”依然不等于“所有”。该条讨论丢番图逼近,而不是其他同名 Littlewood 问题。

沙努埃尔猜想Schanuel’s conjecture 1960s不虚构精确起点 404 未解决

指数函数会带来多少代数上真正独立的新数?

如果复数 z₁,…,zₙ 在有理数域上线性无关,那么由它们及其指数 eᶻ¹,…,eᶻⁿ 生成的域,在 ℚ 上的超越次数至少为 n。

它是超越数论里非常强的预测,能推出许多其他尚未证明的命题。已知的低维情形或条件性推论不能替代一般证明。

四指数猜想Four exponentials conjecture 1960s不虚构精确起点 404 未解决

四个指数值里,是否至少藏着一个超越数?

若复数 x₁、x₂ 在 ℚ 上线性无关,y₁、y₂ 也在 ℚ 上线性无关,则四个 e^(xᵢyⱼ) 中是否至少有一个超越数?

六指数定理解决了相应的 2×3 或 3×2 版本,不能直接缩成尚未证明的 2×2 版本。两个数对各自的线性无关条件都不可省略。

安德里卡猜想Andrica’s conjecture 1985—已等待约 41 年 404 未解决

相邻素数开平方后,间距会一直小于 1 吗?

设 pₙ 与 pₙ₊₁ 是相邻素数,猜想它们平方根的差总小于 1。这对素数之间的空隙施加了很强的限制。

大量计算检验并不能覆盖所有素数。提出年份和原始文章信息可在 Andrica 的出版物目录中追溯。

奥珀曼猜想Oppermann’s conjecture 1882—已等待约 144 年 404 未解决

每个平方数的左边和右边,都有足够近的素数吗?

对每个整数 n > 1,开区间 (n² − n, n²) 和 (n², n² + n) 是否各至少包含一个素数?

它比勒让德猜想更强。素数定理给出宏观分布规律,却不足以对每一个指定的短区间作出保证。

贝特曼–霍恩猜想Bateman–Horn conjecture 1962—已等待约 64 年 404 未解决

哪些多项式会同时产生素数,又会有多少次?

对于一组满足不可约性、正首项系数及局部可容许条件的非恒定整系数多项式,猜想给出它们同时取素数值的精确渐近公式。

局部可容许指不存在一个素数,必定整除每个整数输入下的多项式乘积。它不仅预测无穷多个,还预测数量;二次及多多项式的一般情形仍无证明。

哈代–利特尔伍德素数元组猜想Hardy–Littlewood prime k-tuples conjecture 1923—已等待约 103 年 404 未解决

指定一种素数排列,它会出现多少次?

对任意可容许的有限整数位移集 H,所有 n + h(h∈H)同时为素数的 n ≤ x 的数目,应服从由奇异级数给出的渐近公式。

可容许要求对每个素数,位移集合不占满所有剩余类。H = {0,2} 就包含孪生素数的计数预测;不能把长素数等差数列定理当作对所有固定元组的证明。

布尼亚科夫斯基猜想Bunyakovsky conjecture 1857—已等待约 169 年 404 未解决

一个没有明显障碍的多项式,会不停地产生素数吗?

若非恒定整系数多项式 f 不可约、首项系数为正,而且它所有整数值的最大公因子为 1,则 f(n) 是否对无穷多个正整数 n 为素数?

一次多项式的情形属于狄利克雷定理。一般二次多项式已经困难,n² + 1 就是尚未解决的例子;局部条件不能省略。

欣策尔假设 HSchinzel’s hypothesis H 1958—已等待约 68 年 404 未解决

把多项式素数值问题放在一起,会有统一答案吗?

给定有限组非恒定、不可约、正首项系数的整系数多项式,若没有一个素数整除它们在每个整数输入下的乘积,则它们是否能在无穷多个正整数输入上同时为素数?

这里的局部障碍针对多项式的乘积,而不只是逐个检查每个多项式。它包含许多经典猜想;不能声称多条线性式同时为素数已全部由狄利克雷定理解决。

图论3

优美树猜想Graceful tree conjecture 1965—已等待约 61 年 404 未解决

每棵树,都能得到一套恰到好处的数字标签吗?

每棵有 m 条边的有限树,是否都能把顶点互异标为 0,…,m,使每条边两端标签之差的绝对值,恰好各出现一次 1,…,m?

MathWorld 将猜想归于 Kotzig 的 1965 年提出。许多树类和有限规模已经验证,但任何固定顶点数的验证都不能直接构成对任意大小树的归纳证明。

埃尔德什–哈伊纳尔猜想Erdős–Hajnal conjecture 起点未定等待仍在继续 404 未解决

禁止一种小图,会不会迫使大图出现很大的整齐结构?

对每个固定有限图 H,是否存在 c > 0,使任意不含诱导 H 的 n 顶点图,都包含至少 nᶜ 个顶点的团或独立集?

c 可以依赖 H,但不能依赖 n。对很多特定 H 已有证明,几何类比也有新结果;一般图论猜想仍未解决。

哈德维格图子式猜想Hadwiger’s graph minor conjecture 1943—已等待约 83 年 404 未解决

一张图需要很多颜色,就一定藏着大完全图的“骨架”吗?

若一个有限简单图的染色数至少为 t,是否必能通过删除和收缩边,从它得到完全图 Kₜ 作为图子式?

t≤6 的情形已证明,一般情形仍开放。这里是普通图子式版本;更强的“奇图子式”版本已有反例,不能把两者的状态混在一起。

组合数学3

哈达玛矩阵猜想Hadamard matrix conjecture 起点未定等待仍在继续 404 未解决

每一种 4 的倍数阶数,都有这样的完美正交阵列吗?

对于每个能被 4 整除的正整数 n,是否存在一个元素全为 +1 或 −1 的 n×n 矩阵 H,使 HHᵀ = nI?

许多无限阶数族已有构造,但还不能覆盖所有 4 的倍数。矩阵和猜想的历史归属不完全相同,因此不直接拿矩阵最早出现的年份计时。

瑞瑟超图覆盖猜想Ryser’s hypergraph conjecture 起点未定等待仍在继续 404 未解决

超图的最小覆盖,与最大匹配之间能相差多少?

对 r ≥ 2 的 r-部、r-均匀有限超图,最小顶点覆盖数 τ 是否总不超过 (r − 1) 倍的最大匹配数 ν?

r≤3 已有证明,一般情形仍开放。MathWorld 还记录了 2026 年一个 r=4、匹配数为 2 的特例证明声明,并注明截至其所列核对日未报告独立专家审查;这不是一般猜想已解。勿与循环哈达玛矩阵的同名 Ryser 猜想混淆。

并封闭集族猜想Frankl’s union-closed sets conjecture 1979—已等待约 47 年 404 未解决

只要集合族对“取并集”封闭,就一定有一个常客吗?

设 F 是非空的有限集合族,F 中任意两个集合的并仍属于 F,且所有集合的并非空。是否必有一个元素,至少出现在 F 的一半成员中?

排除空族以及只有空集的退化情形是必要的。对特殊集合族及一般出现比例的下界已有进展,但得到一个低于 1/2 的比例并不等于证明猜想。

点击条目展开。404=尚未解决;102=解答已宣布、CMI 仍列 Active;200=已证明归档。数字仅作本站状态隐喻。目录非穷尽,有限次计算验证 ≠ 数学证明。

02 / THE RESOLVED

也有等到的那一天02

Proof found.
Incident resolved.

200 CLOSED CASES / 计时已停止

费马大定理Fermat’s last theorem 1637—1994等待约 357 年 200 已证明

一条页边批注,让人类等了三个多世纪。

当整数 n > 2 时,方程 xⁿ + yⁿ = zⁿ 没有正整数解。Andrew Wiles 的证明在 Richard Taylor 的协助下补全。

1994 年完成修补,1995 年正式发表。这里用 1994 年作为等待计时的终点;不是最初宣布但存在缺口的 1993 年。

庞加莱猜想Poincaré conjecture 1904—2003等待约 99 年 200 已证明

我们能仅凭空间的性质,认出一个三维球面吗?

每一个单连通的闭三维流形,都同胚于三维球面。粗略地说:这种空间里的每条闭合曲线都能连续缩成一点。

Grigori Perelman 于 2002–2003 年发布证明,随后经数学界核验,2006 年是确认过程的重要节点。计时以 2003 年为终点,不能把三维球面误解成普通实心球。

等待时长仅按年份粗略相减;证明完成、发表与同行确认可能发生在不同年份。

03 / A NOTE ON THE ABSENCE

网页是好的。
证明是没有的。

互联网上的 404,通常是某个人没放好一个文件。这里的 404,是全人类还没写出那个文件。

这个网站把一些数学悬案,存成了一份仍在等待的记录。目录并非穷尽清单;不是证明搜索引擎,也不判定新证明是否成立。每条记录都附有参考来源。

目录来源:CMI · 千禧年难题与官方状态 ↗ · Wikipedia · 数学未解决问题目录 ↗ · Wolfram MathWorld · Unsolved Problems ↗ · Open Problem Garden ↗ · Erdős Problems · 持续维护的问题库 ↗

这个钟,到底在数什么?

从公元 1 年 1 月 1 日 00:00:00 UTC 起,按向过去延伸的公历(前推格里高利历)计算。先显示完整年数,再显示当年已过天数与时、分、秒;年与天都从 0 开始计数,不包含公元 0 年。

这是一个人为选择的时间坐标,并不表示这些猜想在公元 1 年就已提出。下方条目的等待时间只按已知年份粗略计算;不确定的起点不强行计时。时钟使用访问设备的时间,不是独立授时服务。

暂停仅冻结本页显示,不影响时间本身。遗憾。

内容核对:2026-10-23 · 非实时追踪,状态以公认数学文献为准。