黎曼猜想和哥德巴赫猜想齊名,也是數(shù)學皇冠上的明珠,無數(shù)數(shù)學家為之魂牽夢繞。把它證明出來,至少有1000條數(shù)學定理成立,這已經(jīng)成了數(shù)學家的使命。 數(shù)學家對于普通人來說,總是籠罩著一層神秘的面紗。他們的日常工作就是研究數(shù)學,完成工作后和正常人沒什么區(qū)別。不過現(xiàn)代人對知識分子都有種尊敬的心理,何況是研究數(shù)學并取得了成就的數(shù)學家?數(shù)學家的工作就是和數(shù)字打交道,過程中難免會遇到困難,畢竟他們也不是萬能的。這些困難在經(jīng)過語言組織和大致的推理后,便成為了猜想。 德國數(shù)學家希爾伯特在1900年時,總結(jié)了23個數(shù)學難題,引起了數(shù)學界的關(guān)注。一個世紀后,美國克雷數(shù)學研究所提出了7大猜想,這就是著名的世界七大數(shù)學難題,解決一個難題能獲得100萬美元的獎金,所以數(shù)學家們都在為之努力。 值得一提的是,希爾伯特總結(jié)的23個猜想和克雷數(shù)學研究所總結(jié)的7個猜想,只有1個是重復(fù)的,它便是黎曼猜想。很多人都聽過費馬猜想和哥德巴赫猜想,黎曼猜想在知名度方面可能要差一點,不過它對數(shù)學理論的重要性還要超過前兩者。希爾伯特對此深信不疑,他曾經(jīng)說過,如果他能夠死而復(fù)生,第一件事情就是要詢問黎曼猜想有沒有證明出來。 黎曼猜想在說什么 數(shù)學家黎曼晚年一直在研究素數(shù),素數(shù)大家都不陌生,在大于1的自然數(shù)中,除了能被1和它自己整除外,沒有別的數(shù)字能整除它的數(shù)就是素數(shù)。定義簡單明了,素數(shù)是無限的。黎曼研究素數(shù)的目的很單純,他想找出來這些素數(shù)里面藏著的規(guī)律,這是數(shù)學的精華所在。 1859年,黎曼總算寫出了一篇論文,名字叫《論小于一個給定值的素數(shù)的個數(shù)》,讀起來有點繞口,核心內(nèi)容便是素數(shù)計數(shù)函數(shù)的表達式。沒錯,黎曼開門見山,拋出了他的研究成果,他直接給出了素數(shù)計數(shù)函數(shù)的準確表達式。 但是數(shù)學家們研讀他的論文后,發(fā)現(xiàn)黎曼在一些重要步驟上沒有給出證明,用“證明從略”四個字帶過。悲哀的是,其他數(shù)學家確實不明白這些步驟是怎么證明的。黎曼在提出計數(shù)函數(shù)后,明確表示公式中有個步驟沒法給出證明過程,他自己也不確定,這就是黎曼猜想的核心,簡單說就是函數(shù)的零點分布問題。 黎曼自己說過,函數(shù)的有意義的解,用幾何圖像來表示會是一條直線,他已經(jīng)用15億個解驗證過了。這里面還牽扯到了zeta函數(shù),函數(shù)解大致分為平凡解和非平凡解,前者是所有的負偶數(shù),數(shù)學家們早就解出來了。后者卻難住了數(shù)學家們,用計算機模擬計算也沒有算完。 黎曼猜想的意義 數(shù)學界對于黎曼猜想寄予厚望,如果能順利證明出來,至少有1000條數(shù)學定理成立,整個數(shù)學領(lǐng)域會迎來一次飛躍。證明了黎曼猜想,所有和素數(shù)有關(guān)的問題也會找到新的突破口。全部解決不一定,但解決一部分不是問題。 在2018年9月,英國的阿蒂亞爵士聲稱證明了黎曼猜想,當時他已經(jīng)是89歲的高齡了。他在海德堡論壇上演講,內(nèi)容便是他證明黎曼猜想的過程,隨后又把預(yù)印本拿了出來。不過數(shù)學界對他的證明過程提出了諸多質(zhì)疑,有些數(shù)學家直言他的證明不過是把一個不成立的猜想強加在另一個猜想上,缺乏有力的證據(jù)。 黎曼猜想引起的風波迅速平定,原因便是阿蒂亞爵士的證明過程不夠嚴謹,采用的定理沒有說服力。費馬猜想花了數(shù)學家300多年才證明出來,黎曼猜想問世才150多年,還需要一段時間才能找到準確無誤的證明過程。 |
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