本系列將有3期節(jié)目。 一、哈代與李特爾伍德 1、哈代最初接觸黎曼猜想是計劃找出一個反例,推翻這個猜想,后來態(tài)度轉(zhuǎn)變,傾向于承認這個猜想,并證明了有無窮多零點在臨界線上。 2、李特爾伍德小哈代8歲,當(dāng)年接觸黎曼猜想屬于誤打誤撞,他的老師因為對這個猜想的研究狀況不了解,當(dāng)做暑假作業(yè)布置下去,結(jié)果李特爾伍德后半生就以這個暑假作業(yè)為目標(biāo)攻克了。 3、哈代和李特爾伍德的合作時間長達35年,交流方式很獨特:書信溝通學(xué)術(shù)思想。而且先看問題,自己解決,再看信中對方的解答。在35年的合作中有20年都不在一個城市,但這種高效的溝通讓兩個人一直合作,直到都在劍橋,可以天天見面,他們的學(xué)術(shù)溝通還是以這樣的方式進行。哈代一生三分之一的論文是和李特爾伍德共同完成。李特爾伍德這個名字最初曾被歐洲數(shù)學(xué)家認為是一個杜撰出來的虛擬人物,專門準(zhǔn)備為哈代背黑鍋。 4、哈代和李特爾伍德合作解決的黎曼猜想結(jié)果是,當(dāng)零點的虛部,0<Im(s)<T時,臨界線上零點的個數(shù)在[T/2π×ln T/2π,T/2π],之間,但這相比全體非平凡零點來說比例仍然無限趨近于零。黎曼猜想如果能被證明,這個比例數(shù)字應(yīng)該是100%。
二、臨界線上零點比例的推進 1、塞爾伯格證明了當(dāng)零點的虛部,0<Im(s)<T時,臨界線上的零點個數(shù)的下限是KTlnT,這個成果首次讓臨界線上零點個數(shù)的比例占全部非平凡零點的比例大于零。 2、萊文森以62歲高齡寫出論文證明臨界線上零點占比超過98.6%,但這篇論文中有錯誤,修正錯誤后,比例數(shù)字下降到34%,后萊文森用盡生命中最后的力量把比例數(shù)字推進到34.74%,最后因腦部腫瘤去世,終年63歲。為了紀(jì)念他,推進比例的方法稱為萊文森方法。 3、利用萊文森方法,1980年中國數(shù)學(xué)家樓世拓和姚琦把比例推進到35%,1983年美國數(shù)學(xué)家康瑞推進到36.85%,六年后還是他推薦到40%,這就是目前黎曼猜想迄今為止得到的最好的結(jié)果。
三、在監(jiān)獄中研究簡化版黎曼猜想 1、法國數(shù)學(xué)家埃里·嘉當(dāng)收到一封監(jiān)獄來信,是他兒子的朋友,安德烈韋伊寫來的,記述了他逃兵役到芬蘭,因頻繁和蘇聯(lián)數(shù)學(xué)家通信被警方懷疑,被判間諜罪面臨處死的危機下,芬蘭數(shù)學(xué)家為他出庭作證,才被遣返回法國,最終以逃兵役罪關(guān)押在監(jiān)獄的整個過程。這封信中還有一部分內(nèi)容是他在候?qū)?span style="font-family: Calibri;">3個月的時間里做出的簡化版黎曼猜想的學(xué)術(shù)成果。 2、簡化版黎曼猜想利用若干種函數(shù)的模算術(shù),對應(yīng)到了臨界線上的零點,函數(shù)具體是什么樣取決于采用什么曲線,其中橢圓曲線和超橢圓曲線是最先被解決的。 3、韋伊服從法國軍方要求,繼續(xù)服兵役免除了處罰,但1年過后通過偽造的肺炎證明退伍,逃往美國,在普林斯頓高等研究所安度晚年。他一直懷念蹲監(jiān)獄那3個月時不受打擾的研究時光。
四、黎曼猜想和物理世界的關(guān)系 1、蒙哥馬利最先注意到臨界線上零點分布的規(guī)律和孿生素數(shù)對兒在數(shù)軸上的分布規(guī)律有些類似,并寫出了一個關(guān)聯(lián)函數(shù)。 2、他在公布結(jié)果前擔(dān)心普林斯頓的塞爾伯格已經(jīng)做完了這項成果,所以特地去了一趟,確定一切安全后,他放心的在高等研究所喝下午茶。 3、下午茶時被朋友Chowla牽線,認識了物理學(xué)家弗里曼·戴森,結(jié)果戴森發(fā)現(xiàn)他研究的關(guān)聯(lián)函數(shù)就是自己研究了十年的東西:隨機厄密矩陣本征值的對關(guān)聯(lián)函數(shù)。這是一個描述多粒子系統(tǒng)在相互作用下,能級分布規(guī)律的函數(shù)。 4、一個純數(shù)學(xué)的證明竟然找到了物理世界中對應(yīng)的圖譜,這到底說明了什么?現(xiàn)在仍然是一個迷。
五、黎曼猜想中其他貢獻者 1、Lious Branges 是一個體制外的數(shù)學(xué)研究者,他使用的工具沒人看得懂,但因為曾經(jīng)證明出過貝爾巴赫猜想,所以在數(shù)學(xué)圈也不是完全無口碑,他聲稱證明了黎曼猜想,但文章被人用數(shù)學(xué)家可以看懂的語言翻譯出后發(fā)現(xiàn)里面有致命錯誤,又因為他已經(jīng)年過七旬,所以之后不論如何宣稱自己有新的推進,都沒人相信了。 2、《美麗心靈》中的約翰納什是在研究簡化版黎曼猜想時患上的精神分裂癥,很多人懷疑是黎曼猜想讓他發(fā)了瘋。
六、黎曼的后人 1、黎曼因肺結(jié)核只活到了39歲,最后幾年生活貧困,買紙和筆的錢都沒有。 2、黎曼去世后,妻子帶著唯一的女兒搬家和黎曼的姐姐一起生活。 3、黎曼的女兒嫁給了一個數(shù)學(xué)博士,這位博士曾經(jīng)經(jīng)常去他導(dǎo)師的家,他的導(dǎo)師施瓦茨就住在她們家隔壁。 4、黎曼的女兒和女婿,還有妻子姐姐后來一起隨女婿搬家到了不萊梅,因為女婿在那里做航海學(xué)校的校長,他們生活的很不錯,但之后并沒有人再在數(shù)學(xué)界有什么影響了。 |
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