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不知道模友們,有沒有聽過數(shù)學(xué)圈里的一個笑話:怎樣用世界上最難的方法掙到100萬美元? 雖然是個笑話,但這的確是千真萬確的事,也就是說:100萬美元的獎金,你們還是有機(jī)會的! 黎曼猜想,是關(guān)于黎曼ζ函數(shù)ζ(s)的零點分布的猜想,由德國天才數(shù)學(xué)家波恩哈德·黎曼于1859年提出。 關(guān)于黎曼猜想的提出,也是十分有趣。1859年,黎曼被選為柏林科學(xué)院的通信院士,為了表達(dá)自己的感激之情,他決定將自己的一篇論文獻(xiàn)給柏林科學(xué)院。這篇論文就是《論小于給定數(shù)值的素數(shù)個數(shù)》,研究的是一直深受數(shù)學(xué)家喜愛的問題——素數(shù)的分布。 黎曼將素數(shù)的分布問題歸結(jié)為函數(shù)的問題,認(rèn)為有一個特殊的函數(shù)(黎曼ζ函數(shù)),使其取值為零的一系列的特殊的點(黎曼ζ函數(shù)的非平凡零點)決定著素數(shù)分布的細(xì)致規(guī)律。不過,誰能想到,這篇只有短短八頁的論文,便誕生了這道百年謎題——黎曼猜想。 然而,這篇惜字如金得讓好幾代數(shù)學(xué)家為之氣炸:論文里面該有的性質(zhì)證明,只有一句——“證明從略”! 也許在黎曼眼里,黎曼ζ函數(shù)的一些重要性質(zhì)證明,根本就不是什么事兒,只是想讓其他數(shù)學(xué)家練練手!就這樣過了7年,39歲的黎曼因病無法治愈告別了人間,很多數(shù)學(xué)家,只好一點一點地證明黎曼猜想。 1896年,法國的哈達(dá)瑪,在黎曼去世的30年后,終于抵達(dá)黎曼猜想的三八臨界線邊緣——證明了黎曼ζ函數(shù)的非平凡零點只分布在帶狀區(qū)域的內(nèi)部,并順手證明了困擾數(shù)學(xué)界一百年的素數(shù)定理。 但黎曼猜想,仍然是個謎!1900年,德國大數(shù)學(xué)家希爾伯特,在巴黎的國際數(shù)學(xué)家大會上(ICM),代表數(shù)學(xué)界提出了23個“數(shù)學(xué)難題”,其中'黎曼猜想',赫然在列。 那黎曼猜想,究竟有多難證明呢?作為一道“數(shù)學(xué)難題”,沒有證明過程是沒有靈魂的!先來看看一大波響當(dāng)當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)家,是如何證明的:1903年,即黎曼猜想公布的第44年,丹麥的格拉姆,第一次算出了前15個非平凡零點的具體數(shù)值,也是人們首次看到零點的模樣。 過了11年,丹麥的玻爾與德國的蘭道,才窺得了黎曼ζ函數(shù)的非平凡零點傾向于“緊密團(tuán)結(jié)”在臨界線的周圍。到了1925年,英國的李特爾伍德與哈代,通過改進(jìn)了計算方法,算出前138個零點,這基本達(dá)到了人類計算能力的極限。
7年后,德國的西格爾在黎曼的手稿里,找到了其他關(guān)鍵的公式,而他本人也因為讓黎曼的公式重現(xiàn)天日,而獲得數(shù)學(xué)界的諾貝爾獎——菲爾茲獎。 后來,基于這一公式,人工智能之父圖靈,計算出了函數(shù)的 1104 個非平凡零點,從此開啟了計算機(jī)輔助零點計算的接力賽。在1966年,非平凡零點已經(jīng)驗證到了350萬個。 又過了9年,美國的萊文森,證明了黎曼函數(shù)臨界線上的零點占全部零點的比例達(dá)到了 34.74%。1年后,中國的樓世拓與姚琦證明了比例達(dá)到 35%。 就這樣,一代又一代的數(shù)學(xué)家,前赴后繼地進(jìn)行零點計算的接力賽,力求證明這個猜想。時隔100年,美國克雷數(shù)學(xué)研究所于2000年,在巴黎召開數(shù)學(xué)會議,讓參加會議的數(shù)學(xué)家們,投票評選出數(shù)學(xué)界最為重要的7個數(shù)學(xué)難題。就這樣,你一票,我一票,黎曼猜想出道了!成為數(shù)學(xué)界傳說中的七大'千禧問題'之一!
與此同時,該研究所,也專門為每個難題設(shè)立了100萬美元的巨額獎金,黎曼猜想因此躋身'百萬富翁'行列,成為唯一一個在兩次數(shù)學(xué)會議都被認(rèn)定為難題的數(shù)學(xué)問題。2004年,非平凡零點已經(jīng)驗證到了8500億。不久后,法國團(tuán)隊將黎曼Zeta函數(shù)的零點,計算出了前10萬億個,仍然沒有發(fā)現(xiàn)反例。 直到2018年9月份,阿蒂亞老爵爺,在海德堡獲獎?wù)哒搲闲v,關(guān)于黎曼猜想的演講證明,雖然沒有得到學(xué)界的認(rèn)可,但也有學(xué)者表示,他的思路或為后續(xù)黎曼猜想證明提供了一種新思路。
阿蒂亞老爵爺關(guān)于黎曼猜想的演講證明 同年10月份,北京大學(xué)李忠教授,在中國科學(xué)院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院,作了有關(guān)Riech度量嚴(yán)格證明了黎曼假設(shè)的報告。 這樣子看來,黎曼猜想仍然是數(shù)學(xué)界的一個謎,然而,跨越百年對一個數(shù)學(xué)問題的追尋,也讓很多人開始沉思這樣一件事情:為什么要證明黎曼猜想呢?它究竟有多重要呢? 國內(nèi)知名科普作家盧昌海對于黎曼猜想做過這么一句評價:
與費馬猜想時隔三個半世紀(jì)以上才被解決,哥德巴赫猜想歷經(jīng)兩個半世紀(jì)以上屹立不倒相比,黎曼猜想只有一個半世紀(jì)的紀(jì)錄還差得很遠(yuǎn),但它在數(shù)學(xué)上的重要性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過這兩個大眾知名度更高的猜想。

(盧昌海) 作為當(dāng)今數(shù)學(xué)界最值得期待解決的數(shù)學(xué)難題,可以說,黎曼猜想的對否,直接影響了整個以黎曼猜想作為前提的數(shù)學(xué)體系。
畢竟,我們現(xiàn)有很多數(shù)學(xué)命題,都是以黎曼猜想及推廣形式的成立作為前提。 一旦黎曼猜想及其推廣形式被證實,就會成為堅不可摧的數(shù)學(xué)定理;相反,那將會有1000多個數(shù)學(xué)命題不可避免成為黎曼猜想的“陪葬品”。 
再者,黎曼猜想與數(shù)論中的素數(shù)分布問題存在極為緊密的關(guān)系。
在數(shù)論中,素數(shù)分布問題是重點研究的課題;而黎曼猜想,研究的恰恰是素數(shù)的分布。 也就是說,黎曼猜想的對否,也將直接影響數(shù)論,特別是研究素數(shù)分布的數(shù)學(xué)家,都將是一個不可磨滅的存在。 
還有,黎曼猜想從提出到現(xiàn)在已有160年,黎曼猜想的藤蔓早已從數(shù)學(xué)界跨越到物理學(xué)界。
比如讓愛因斯坦流芳千古的廣義相對論,廣義相對論最初源于愛因斯坦意識到引力并不是一種力,而是時空幾何彎曲的體現(xiàn)。 然而,當(dāng)時并沒有數(shù)學(xué)理論來支撐愛因斯坦的想法,直到愛因斯坦了解到黎曼的“非歐幾何”,才讓廣義相對論提早問世。 
不得不說,還是數(shù)學(xué)牛批??! 最后,送上一張圖,各位模友可以看看自己屬于哪個級別,反正這100萬美元的獎金,你們還是有機(jī)會的。


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