第七百六十八章 黎曼猜想的解决!

在BSD猜想的研究中,陈舟其实并没有想过,会获得解决黎曼猜想的灵感。

而且在陈舟原本的计划中,也是在将BSD猜想解决后,便转入物理学大统一理论的研究,把这个课题给完全终结。

只不过,计划永远赶不上变化。

陈舟总不能说,搁置这令人振奋的灵光一现,压根不去管吧?

那显然是不可能的。

在获得黎曼猜想的解决灵感后,陈舟果断继续着数学课题的研究,把解决黎曼猜想放在了课题第一位。

就连陈舟计划顺势完成的BSD猜想的研究论文,也被往后稍了稍。

黎曼猜想也被称为黎曼假设,是关于黎曼ζ函数ζ(s)的零点分布的猜想。

基于素数的频率紧密相关于一个精心构造的所谓黎曼zeta函数ζ(s)的性态,黎曼假设断言,方程ζ(s)=0的所有有意义的解,都在一条直线上。

说起来,黎曼猜想的诞生,也是颇值得玩味的一件事。

1859年,黎曼被选为柏林科学院的通信院士,为此他向柏林科学院提交了一篇论文。

论文的标题是“论小于给定数值的素数个数”,论文的内容只有短短的八页纸。

而这八页纸中的一个重大成果,就是发现了质数分布的特性,被蕴含在一个特殊的函数之中。

尤其是使这个特殊函数取值为零的一系列特殊的点,对质数分布的细致规律,有着决定性的影响。

这个特殊的函数,如今被称为黎曼ζ函数,那一系列特殊的点,则被称为黎曼ζ函数的非平凡零点。

有意思的地方就在于,这短短的八页纸,却能够体现如此重大的成果。

黎曼将该简练的文字,全部简练的有些过分,把那些证明从略的地方,全部没有表达出来。

可关键就是,这些证明从略的地方,并没有让其他的数学家,能够做到那种显而易见的证明。

反而是花费了后来的数学家们几十年的努力,才得以补全证明。

而且还不是完全的补全,有些地方直到今天仍是空白。

更有意思的点在于,黎曼在证明从略的地方之外,特地交代了一个,他明确承认自己也无法证明的命题。

而这个命题,就是现在黎曼假设,也就是黎曼猜想。

结果这篇论文自诞生以后,就像数学界巍峨屹立的高峰,吸引了无数的数学家前去攀登高峰。

但经过了近160年的研究,仍然没有任何人能够登顶。

在这么长的时间里,数学界虽然没有解决黎曼猜想,但是却多出了一千多条数学命题。

这些数学命题都是以黎曼猜想,或者其推广形式的成立为前提的。

如果黎曼猜想被证明,那这一千多条数学命题,也将荣升为定理。

相反,如果黎曼猜想被证伪,那数学界将会引发一场地震,这一千多条命题中的大部分都将为黎曼猜想陪葬。

不过好消息是,绝大多数的数学家,都是看好黎曼猜想被证明的。

此刻的陈舟,同样也是如此认为的。

至少他所抓住的灵感,以及研究过程中,那记录错误的错题集,也都是这么告诉他的。

【黎曼ζ函数ζ(s)是级数表达式ζ(s)=∑n=1→∞1/n^s(Re(s)>1,n∈N+),在复平面上的解析延拓】

【运用路径积分,解析延拓后的黎曼ζ函数可以表示为ζ(s)=Γ(1-s)/2πi∫C(-z)^s/(e^z-1)dz/z】

关于这一表达式的解析延拓,是黎曼就已经完成的工作,只不过那会还没有复变函数里面的“解析延拓”这个术语。

陈舟看着草稿纸上写的这些内容,习惯性的用笔点着草稿纸,脑海中的思路不断闪现。

他在寻求突破点,依托抓住的那一丝灵感,寻求黎曼猜想的突破点!

原公式中Γ函数Γ(s)是阶乘函数在复平面上的推广,对于正整数s>1:Γ(s)=(s-1)!

显而易见的是,这一积分表达式除了在s=1处有一个简单极点外,在整个复平面上解析,这也是黎曼ζ函数的完整定义。

同样,从这个关系式中也能发现,黎曼ζ函数满足ζ(s)=2^sπ^(s-1)sinπs/2Γ(1-s)ζ(1-s),也就是黎曼ζ函数在s=-2n取值为零。

复平面上的这种使黎曼ζ函数取值为零的点,被称为黎曼ζ函数的零点。

这些零点分布有序、性质简单,所以也叫平凡零点。

难点则在于,除了这些平凡零点外,黎曼ζ函数还有许多其它零点,它们的性质远比那些平凡零点要复杂得多,也就是非平凡零点。

需要突破性的思路,来证明黎曼ζ函数的所有非平凡零点,都位于复平面上Re(s)=1/2的直线上,也即方程ζ(s)=0的解的实部都是1/2。

这条直线也被数学家们称为临界线!