如何科學地吃"朗道-西格爾零點猜想"的大瓜?

2022年11月15日22:54:06 科學 1177

本文約1800字,公式有點多,大家湊合看吧

如何科學地吃"朗道-西格爾零點猜想"的大瓜? - 天天要聞

最近科學界又雙叒叕出了個超級大新聞,美國加州大學聖巴巴拉分校數學系張益唐教授宣布在關於朗道-西格爾零點猜想這一數學難題上取得重要進展。

如何科學地吃"朗道-西格爾零點猜想"的大瓜? - 天天要聞

張益唐

雖然我們大部分人可能都不知道朗道(注意:此朗道非蘇聯大物理學家朗道,而是德國數學家朗道)和西格爾到底是誰。但是近期遍布網絡的如此巨大的學術新聞,不知道大家有沒有興趣準備好瓜子板凳呢?

如何科學地吃"朗道-西格爾零點猜想"的大瓜? - 天天要聞

黎曼ζ函數

首先,這裡要先引入一個黎曼ζ(ζ讀作zeta)函數,最初這個函數長這樣

如何科學地吃"朗道-西格爾零點猜想"的大瓜? - 天天要聞

比如說

如何科學地吃"朗道-西格爾零點猜想"的大瓜? - 天天要聞

無窮個分數相加居然能和圓周率扯上關係,是不是還挺神奇的?

如何科學地吃"朗道-西格爾零點猜想"的大瓜? - 天天要聞

但是當s=1時,

如何科學地吃"朗道-西格爾零點猜想"的大瓜? - 天天要聞

這不就是大名鼎鼎的調和級數嗎?相信大家在大一的高等數學都學過了,顯然這個級數是發散的,也就是這個級數等於無窮大,它的證明也很簡單。

如何科學地吃"朗道-西格爾零點猜想"的大瓜? - 天天要聞

這樣看來,只要s≤1,黎曼ζ函數就全都是無窮大了,這還怎麼玩?


為了解決這個無窮大問題,黎曼給這個函數做了個巧妙的解析延拓,將黎曼ζ函數的定義域s成功擴展到了全部複數,

如何科學地吃"朗道-西格爾零點猜想"的大瓜? - 天天要聞

比如說,

如何科學地吃"朗道-西格爾零點猜想"的大瓜? - 天天要聞

而按我們最初的那個函數,

如何科學地吃"朗道-西格爾零點猜想"的大瓜? - 天天要聞

於是便有了很多人經常說的,


如何科學地吃"朗道-西格爾零點猜想"的大瓜? - 天天要聞

所以說,1+2+3+4+‧‧‧=-1/12這一結論是錯誤的,因為最初那個函數的不能比1小,又怎麼能取-1呢。

如何科學地吃"朗道-西格爾零點猜想"的大瓜? - 天天要聞

朗道-西格爾零點猜想

針對上面的黎曼ζ函數,黎曼提出了黎曼猜想:黎曼ζ函數的所有非平凡零點都在實部等於1/2的直線上。

所謂「非平凡」,簡單可以理解為就是黎曼ζ函數的非實數解。

如何科學地吃"朗道-西格爾零點猜想"的大瓜? - 天天要聞

黎曼猜想一旦正確,則我們能夠準確計算素數分佈,而且人們已經在黎曼猜想正確的基礎上建立了很多定理。


但是,人們還不滿足,為了計算等差數列中的素數分佈,人們進一步對黎曼ζ函數進行了推廣。


如何科學地吃"朗道-西格爾零點猜想"的大瓜? - 天天要聞

此時,黎曼ζ函數的分子1被換成了更一般的函數,黎曼ζ函數就變成了狄利克雷L函數,


如何科學地吃"朗道-西格爾零點猜想"的大瓜? - 天天要聞

這個函數也可解析延拓為整個複平面上的函數。針對狄利克雷L函數,同樣存在一個廣義黎曼猜想:狄利克雷L函數的所有非平凡零點都在實部等於1/2的直線上。黎曼猜想僅僅是廣義黎曼猜想的一種特殊情況。


如何科學地吃"朗道-西格爾零點猜想"的大瓜? - 天天要聞

朗道-西格爾零點猜想則是說:狄利克雷L函數可能存在一些零點不在實部等於1/2的直線上,而是處於1附近。

顯然,如果朗道-西格爾零點猜想正確,那麼廣義黎曼猜想就會被推翻,從而威脅到黎曼猜想的正確性(個人認為不一定推翻黎曼猜想,畢竟共性不代表個性,學數學的可以科普一下),並一步威脅到很多數學定理的正確性。

如何科學地吃"朗道-西格爾零點猜想"的大瓜? - 天天要聞

所以說,在數學家的心裏,朗道-西格爾零點最好還是不存在吧,畢竟數學家也不希望自己之前的工作被推翻對吧。


如何科學地吃"朗道-西格爾零點猜想"的大瓜? - 天天要聞

張益唐的論文寫了些啥

事實上,張益唐的論文也確實是奔着證明朗道-西格爾零點不存在去的。

目前,張益唐關於朗道-西格爾零點猜想的論文已經可以在互聯網上下載,足足有111頁之多。而且不像我們平時的學術論文,這111頁沒有任何圖像和表格,全部都是公式推導,非常乾貨,感興趣的朋友可以拿過來看看。

如何科學地吃"朗道-西格爾零點猜想"的大瓜? - 天天要聞

如何科學地吃"朗道-西格爾零點猜想"的大瓜? - 天天要聞

張益唐論文首頁

張益唐把自己的主要結論總結成了兩個定理。


如何科學地吃"朗道-西格爾零點猜想"的大瓜? - 天天要聞

證明朗道-西格爾零點不存在的最終要求是證明


如何科學地吃"朗道-西格爾零點猜想"的大瓜? - 天天要聞

而張益唐的論文只是證明了


如何科學地吃"朗道-西格爾零點猜想"的大瓜? - 天天要聞

同時論文指出,儘管可以將公式中的指數−2022替換為一個更大的負數值,但是按照論文目前的方法,指數應該還無法達到最終的-1。

如何科學地吃"朗道-西格爾零點猜想"的大瓜? - 天天要聞

英文好的同志肯定能看懂

也就是說,這次的論文並沒能完全證明朗道-西格爾零點不存在,只不過是在證明朗道-西格爾零點不存在的路上邁出了一大步而已。

想要達到最終的-1,還需後人繼續努力呀!


如何科學地吃"朗道-西格爾零點猜想"的大瓜? - 天天要聞

總結

可能很多人抱着吃瓜的心態進來,面對文章的公式都只能快速滑到底部。對此,我直接整理了本篇文章的關鍵點:


1.朗道-西格爾零點猜想的內容是,狄利克雷L函數可能存在一些零點不在實部等於1/2的直線上,而是處於1附近。


2.張益唐還沒有完全解決朗道-西格爾零點猜想,所以大家不用失望,還是有機會自己解決的。


3.張益唐的論文長達111頁,全部都是公式推導,論文的正確性還有待學術界檢驗,有實力的朋友可以試着當一回審稿人,說不定就能發現問題呢,對吧。

如何科學地吃"朗道-西格爾零點猜想"的大瓜? - 天天要聞

希望上面的碎碎念能讓大家在下次聊到黎曼猜想和朗道-西格爾零點猜想的時候,成功地拿出自己數學大佬的氣質。


轉載內容僅代表作者觀點

不代表中科院物理所立場

如需轉載請聯繫原公眾號


來源:柚知識

編輯:圓周π小姐



科學分類資訊推薦

我國首款航天大模型 讓衛星管理更聰明 - 天天要聞

我國首款航天大模型 讓衛星管理更聰明

隨着天上的衛星組網越來越多,這些衛星如何更加智能、高效地管理成為行業面臨的一個問題。我國首個航天大模型,正在助力衛星管理更聰明。航天大模型「華山」,首次將大語言模型應用在航天領域的產品上,運用AI幫助用戶完成航天器智能操控、軌道計算與分析、指令代碼生成等航天器在軌管理工作。通過數據學習,它可以快速且智...
大熊貓「荷風」「蘭韻」正式亮相奧地利美泉宮動物園 - 天天要聞

大熊貓「荷風」「蘭韻」正式亮相奧地利美泉宮動物園

當地時間5月14日,來自中國大熊貓保護研究中心的大熊貓「荷風」和「蘭韻」正式亮相奧地利維也納美泉宮動物園。當天,美泉宮動物園為「荷風」和「蘭韻」舉行了盛大的歡迎儀式。奧地利總統亞歷山大·范德貝倫發表致辭。現場觀眾熱情高漲,眾多兒童歡呼雀躍,
資深研究員親授AI實操秘籍,助力醫學研究設計效率翻倍! - 天天要聞

資深研究員親授AI實操秘籍,助力醫學研究設計效率翻倍!

我們都知道醫學研究方案設計耗時又耗力?面對複雜的實驗邏輯和文獻海量信息,如何快速產出高質量方案呢?我想這一直是大家迫切想要解決問題吧!那今天刷到這篇文章的朋友們有福了,本文結合梅斯醫學資深研究員張磊博士直播乾貨,手把手教你用AI拆解研究目標、優化實驗設計,文末還附贈工具試用入口!【研究方案設計的前置知...
我國科學家率先「看見」固體氫的最精細結構 - 天天要聞

我國科學家率先「看見」固體氫的最精細結構

常溫常壓下,氫以氣體狀態存在。高壓下,氫結晶為固體。而超高壓下固體氫的原子排列方式一直是未解之謎。14日,國際權威學術期刊《自然》發表一項重大突破:由中國科學家領銜的國際團隊用X射線納米探針首次「看見」固體氫的複雜晶體結構。這是目前世界上固
早讀|「天數天算」,AI邁向太空 - 天天要聞

早讀|「天數天算」,AI邁向太空

早上好!上觀新聞『早讀』來啦!2025年5月15日 星期四 農曆四月十八上海多雲到陰,下午起局部地區有短時小雨,22~29℃§今日關注「天數天算」,AI邁向太空※ 5月14日12時12分,國星宇航在酒泉衛星發射中心使用長征二號丁運載火箭,成功將太空計算星座021任務12顆衛星發射升空。衛星順利進入預定軌道,標誌着全球首個太空計...
與總書記交流的上海人工智能實驗室年輕人,在探索什麼前沿領域? - 天天要聞

與總書記交流的上海人工智能實驗室年輕人,在探索什麼前沿領域?

人工智能是年輕的事業,也是年輕人的事業。4月29日,是上海人工智能實驗室青年科研團隊終生難忘的一天。他們在「模速空間」參加一場以「下一代智能體的自主進化」為主題的沙龍時,與習近平總書記作了面對面交流。這些年輕人在探索什麼前沿領域?他們身處的科研環境如何?記者來到毗鄰「模速空間」的上海人工智能實驗室,采...
生命,居然也可以懸在邊界上,不活不死…… - 天天要聞

生命,居然也可以懸在邊界上,不活不死……

17 世紀末,一位自學成才的科學家安東尼·范·列文虎克(Antonie van Leeuwenhoek)展開了一項讓他重新思考「生命是什麼」以及「生命的邊界在哪裡」的探索。這段旅程不僅顛覆了他自己的世界觀,也在科學和哲學界激起了波瀾,影響至