如何科学地吃瓜?

作者: 小柚子

来源: 柚知识

发布日期: 2022-11-15 11:24:43

本文介绍了张益唐教授在朗道-西格尔零点猜想上的重要进展,讨论了黎曼ζ函数及其推广,以及朗道-西格尔零点猜想对数学定理正确性的潜在影响。文章还简述了张益唐论文的主要内容和结论,指出其并未完全解决该猜想,但为后续研究奠定了基础。

最近科学界又双叒叕出了个超级大新闻,美国加州大学圣巴巴拉分校数学系张益唐教授宣布在关于朗道-西格尔零点猜想这一数学难题上取得重要进展。虽然我们大部分人可能都不知道朗道(注意:此朗道非苏联大物理学家朗道,而是德国数学家朗道)和西格尔到底是谁。但是近期遍布网络的如此巨大的学术新闻,不知道大家有没有兴趣准备好瓜子板凳呢?

首先,这里要先引入一个黎曼ζ(ζ读作zeta)函数,最初这个函数长这样。

比如说无穷个分数相加居然能和圆周率扯上关系,是不是还挺神奇的?但是当s=1时,这不就是大名鼎鼎的调和级数吗?相信大家在大学的高等数学都学过了,显然这个级数是发散的,也就是这个级数等于无穷大,它的证明也很简单。这样看来,只要s≤1,黎曼ζ函数就全都是无穷大了,这还怎么玩?为了解决这个无穷大问题,黎曼给这个函数做了个巧妙的解析延拓,将黎曼ζ函数的定义域s成功扩展到了全部复数。

针对上面的黎曼ζ函数,黎曼提出了黎曼猜想:黎曼ζ函数的所有非平凡零点都在实部等于1/2的直线上。所谓“非平凡”,简单可以理解为就是黎曼ζ函数的非实数解。黎曼猜想一旦正确,则我们能够准确计算素数分布,而且人们已经在黎曼猜想正确的基础上建立了很多定理。但是,人们还不满足,为了计算等差数列中的素数分布,人们进一步对黎曼ζ函数进行了推广。

此时,黎曼ζ函数的分子1被换成了更一般的函数,黎曼ζ函数就变成了狄利克雷L函数,这个函数也可解析延拓为整个复平面上的函数。针对狄利克雷L函数,同样存在一个广义黎曼猜想:狄利克雷L函数的所有非平凡零点都在实部等于1/2的直线上。黎曼猜想仅仅是广义黎曼猜想的一种特殊情况。

朗道-西格尔零点猜想则是说:狄利克雷L函数可能存在一些零点不在实部等于1/2的直线上,而是处于1附近。显然,如果朗道-西格尔零点猜想正确,那么广义黎曼猜想就会被推翻,从而威胁到黎曼猜想的正确性,并一步威胁到很多数学定理的正确性。所以说,在数学家的心里,朗道-西格尔零点最好还是不存在吧,毕竟数学家也不希望自己之前的工作被推翻对吧。

事实上,张益唐的论文也确实是奔着证明朗道-西格尔零点不存在去的。

目前,张益唐关于朗道-西格尔零点猜想的论文已经可以在互联网上下载,足足有111页之多。而且不像我们平时的学术论文,这111页没有任何图像和表格,全部都是公式推导,非常干货,感兴趣的朋友可以拿过来看看。张益唐把自己主要结论总结成了两个定理。证明朗道-西格尔零点不存在的最终要求是证明,而张益唐的论文只是证明了。

同时论文指出,尽管可以将公式中的指数替换为一个更大的负数值,但是按照论文目前的方法,指数应该还无法达到最终的-1。也就是说,这次的论文并没能完全证明朗道-西格尔零点不存在,只不过是在证明朗道-西格尔零点不存在的路上迈出了一大步而已。想要达到最终的-1,还需后人继续努力呀!

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