满满一黑板的「天书」,会是「猜想界皇冠」破解的开始吗?昨天,有关试证黎曼猜想的新研究又一次引爆了数学圈。
MIT数学教授Larry Guth和牛津大学数学研究所教授、2022菲尔兹奖得主James Maynard撰写论文《New large value estimates for Dirichlet polynomials》,首次对数学家Albert Ingham在1940年左右关于黎曼ζ函数零点(以及更广泛地控制各种Dirichlet级数的大值)的经典界限做出了实质性改进。
对于Guth和Maynard的新突破,知名华裔数学家陶哲轩评价道:「他们在研究黎曼猜想方面取得了重要进展,尽管离解决这一历史悠久的数学问题还有很长的路要走。」今天,两位论文作者Larry Guth和James Maynard分别做了主题为《狄利克雷多项式大值的新界限,第一部分》以及《狄利克雷多项式大值的新界限,第二部分》的讲座。
狄利克雷多项式界限在与素数分布相关的几个问题中发挥重要作用,它们可以用来限制黎曼zeta函数在垂直条带中的零点数量,这与短间隔内的素数分布有关。狄利克雷多项式可以表示为:主要问题在于D(t)超水平集的大小。作者进行归一化,使得系数范数最多为1,然后研究超水平集|D(t)|>N^σ,其中sigma指数介于1/2和1之间。
其中对于较大的sigma值,数学家Montgomery证明了该超水平集具有非常强的界限。但对于sigma≤3/4,最知名的界限来自非常简单的正交性论证(而且这些界限似乎并不尖锐)。作者将已知的sigma界限改进到接近3/4,相关工作正在进行中。James Maynard讲座介绍讲座一开始,James Maynard引用了Freeman Dyson的著名比喻,将数学家分为鸟和青蛙。
鸟喜欢从高处俯瞰全局,思考宏观的数学结构;青蛙则喜欢深入具体的细节,解决具体的问题。Maynard自认是一只青蛙,更注重细节问题的解决。在演讲中,Maynard主要介绍了他和Larry共同研究成果,特别是关于Dirichlet多项式的大值问题。这些研究在解析数论中具有重要意义。Maynard希望通过这次演讲,更好的展示他们的研究结果、这些结果如何融入解析数论的整体背景,以及一些关键的证明思路。
为了将晦涩难懂的数学问题解释的更加清楚,Maynard采用板书的形式进行讲解,并写下了满屏的推导公式:整场演讲长达1小时12分,内容输出非常密集。著名数学家陶哲轩简单明了的概括了这次研究的新进展,解释了从黎曼猜想到当前最新进展的逻辑推导链条,展示了每个假设和估计之间的关系及其在解析数论中的重要性。
Larry Guth讲座介绍Larry Guth表示,James Maynard的第一部分讲座介绍了狄利克雷多项式的问题、工作以及关键思想。他此次讲座将进一步剖析证明过程,包括解释问题的背景、证明的细节。他首先描述了问题的设置,即分析狄利克雷多项式大值的新界限,狄利克雷多项式范数在特定集合上的大小,并讨论了已有的简单估计方法(如均值定理)及它们的局限性。
然后他介绍了自己工作提出的新定理,提出在某些参数范围内对原有估计进行了改进。此外他还展示了近似反例的存在,证明了简单估计方法的局限性,并讨论了特定情况下可能存在的精确转变点。接下来,他讨论了在处理狄利克雷多项式问题时所使用的工具,并指出这些工具无法区分近似反例和原始问题的设定。他对比了两种不同的频率设置,探讨了每个设置的特点。
通过分析低能量和高能量两种情况,他展示了如何使用矩阵的奇异值和牛津大学著名数学家Heath-Brown的工作来获得更好的估计结果。其中在低能量情况下,他强调了傅里叶变换的使用和能量的定义;在高能量情况下,他则利用加法结构来改进估计。最后,他总结了这些方法的有效性。