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黎曼猜想 编辑
黎曼猜想(或称黎曼假设)是关于黎曼ζ函数ζ(s)的零点分布的猜想,由数学家波恩哈德·黎曼于1859年提出。黎曼观察到,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。复平面上使黎曼ζ 函数取值为零的点被称为黎曼ζ函数的零点。s=-2n (n 为正整数)是黎曼ζ 函数的零点,这些零点分布有序、 性质简单,被称为黎曼ζ 函数的平凡零点 (trivial zero)。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来得复杂,被称为非平凡零点 (non-trivial zeros)。在黎曼猜想的研究中, 数学家们把复平面上 Re(s)=1/2 的直线称为 critical line(临界线)。运用这一术语,黎曼猜想也可以表述为:黎曼ζ 函数的所有非平凡零点都位于 critical line 上。即黎曼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(Re(s)表示复数s的实数部分)。德国数学家戴维·希尔伯特在第二届国际数学家大会上提出了20世纪数学家应当努力解决的23个数学问题,其中便包括黎曼假设。现今克雷数学研究所悬赏的世界七大数学难题中也包括黎曼假设。当今数学文献中已有超过一千条数学命题以黎曼猜想(或其推广形式)的成立为前提。黎曼猜想与费马大定理已经成为广义相对论和量子力学融合的m理论几何拓扑载体。
中文名:黎曼猜想
外文名:Riemann Hypothesis
别名:黎曼假设
提出:波恩哈德·黎曼
国家:德国
分类:数学
提出时间 :1859年
黎曼那篇论文所研究的是一个数学家们长期以来就很感兴趣的问题,即素数的分布。素数又称质数。质数是像2、3、5、7、11、13、17、19那样大于1且除了1和自身以外不能被其他正整数整除的自然数。这些数在数论研究中有着极大的重要性,因为所有大于 1 的正整数都可以表示成它们的乘积 。从某种意义上讲,它们在数论中的地位类似于物理世界中用以构筑万物的原子。质数的定义简单得可以在中学甚至小学课上进行讲授,但它们的分布却奥妙得异乎寻常,数学家们付出了极大的心力,却迄今仍未能彻底了解。
黎曼论文的一个重大的成果,就是发现了质数分布的奥秘完全蕴藏在一个特殊的函数之中,尤其是使那个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。那个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。
有意思的是,黎曼那篇文章的成果虽然重大,文字却极为简练,甚至简练得有些过分,因为它包括了很多“证明从略”的地方。而要命的是,“证明从略”原本是应该用来省略那些显而易见的证明的,黎曼的论文却并非如此,他那些“证明从略”的地方有些花费了后世数学家们几十年的努力才得以补全,有些甚至直到今天仍是空白。但黎曼的论文在为数不少的“证明从略”之外,却引人注目地包含了一个他明确承认了自己无法证明的命题,那个命题就是黎曼猜想。
黎曼猜想自1859年“诞生”以来,经过了一百多年的历史,在这期间,它就像一座巍峨的山峰,吸引了无数数学家前去攀登,却谁也没能登顶。
有人统计过,在当今数学文献中已有超过一千条数学命题以黎曼猜想(或其推广形式)的成立为前提。如果黎曼猜想被证明,所有那些数学命题就全都可以荣升为定理;反之,如果黎曼猜想被否证,则那些数学命题中起码有一部分将成为陪葬。
2022年10月15日,张益唐在参加北京大学校友Zoom线上会议时,口头表达了自己攻克朗道—西格尔零点猜想(Landau-Siegel Zeros Conjecture)的最新进展,且相关文章将在11月初上线。
黎曼猜想至今尚未被成功证明。
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