文 | 《明升中国app报》记者 韩扬眉 实习生 沈秋月
千呼万唤始出来。
11月8日,华裔数学家、加州大学圣塔芭芭拉分校教授张益唐线上参加由北京大学数学app学院组织的学术手机版,向北大师生及公众解读他的最新成果——11月4日,关于朗道-西格尔零点猜想的论文《离散均值估计和朗道-西格尔零点》正式上传至预印本网站arXiv。
手机版会正式开始之前,张益唐强调:“有人以为就是证明了黎曼假设是错的,我再说一遍,我可没有这个本事。我只是在一定范围里部分地解决黎曼假设应该是对的。如果说我推翻了黎曼假设,估计没什么人会相信。”
3天前,11月5日上午,张益唐就已向山东大学师生作了关于他最新成果的线上手机版。张益唐提到,数论无论在任何时候都是很有发展前途的,“从来没有人敢说在数学发展史上数论不重要,尽管有时候解析数论发展有些缓慢。”
据澎湃手机版报道,张益唐教授夫人孙雅玲也在当天的手机版会进行了发言。她描述了张益唐对数学的“疯狂”程度:每天早上七点多天蒙蒙亮,张益唐拄着拐杖、背着书包就走了,晚上走回家就七点了,“回到家,研究做不出来就一直嘟囔:‘零点、零点。’连我都知道零点了。我就想了个办法,每天晚上把菜准备好,让他回来炒菜,把注意力分散一点”。
“部分解决黎曼假设应该是对的”
大约40分钟的学术手机版,张益唐没放PPT,只有两块白板,一只马克笔,他用尽可能初等的数学语言,尽可能缓慢的语速,边写公式边讲述,分享了他在朗道-西格尔零点问题上的思路和方法。
张益唐手写公式(视频会议截图)
张益唐提到,他花了很长时间去寻找问题的解决办法。
“如同大海捞针一样,我试了很多的方法,包括变分法、积分方程等,但关键一步都跨不过去。但是我后来发现,即使捞不到这根针,但是我已经把海底环境摸索清楚了,也不需要非得一定捞到这根针。”
“这可能是一个新的突破。”张益唐说,能做到这一步,应该说自己比较庆幸,虽然仍然使用传统的解析数论的方法,但是利用到了极致,完全吃得很透了,才能够找到这样的关系。
纯数学问题最美妙,也最艰难。正如张益唐所说,数论在任何时候都是有发展前途的,严谨治学的风格、锲而不舍的精神非常重要,经典方法是否有效,取决于你是否能把它做到极致。
张益唐讲述新方法(视频会议截图)
只言片语难以言明朗道-西格尔零点问题的奥妙之处。《数学文化》联合主编、山东大学教授刘建亚向《明升中国app报》解释了朗道-西格尔零点问题的重要意义。
刘建亚表示,首先,这一问题是基本的,任何做解析数论的人都无法规避该问题。其次,这个问题是困难的,自20世纪30年代以来,这个问题的研究几乎没有实质性进展。最后,也是最撼动人心的是,张益唐对朗道-西格尔零点猜想的证明一旦通过了验证,将改写解析数论的教科书,解析数论的研究生教材要因此而改变。
究竟什么是“朗道—西格尔零点”问题?
根据山东大学手机版网介绍,素数分布一直是数论研究的中心问题。解析数论是数论中以解析方法作为其研究工具的一个分支。黎曼zeta函数和狄利克雷L-函数的各种分析性质是解析数论研究的重要理论基础。正如黎曼zeta函数的零点分布与素数分布之间有着深刻密切的联系,狄利克雷L-函数零点分布也在素数理论中发挥广泛而根本性的作用,与素数分布的诸多核心问题有着深刻的内蕴联系,如哥德巴赫猜想、孪生素数猜想等。
因为全体模D的狄利克雷特征的适当线性组合可以表示出模D算术级数的计数函数,所以狄利克雷L-函数与算术级数中的素数分布问题密切相关。对于固定的狄利克雷特征,黎曼zeta函数的解析性质大多容易推广到相应的狄利克雷L-函数上去。
比如当特征是复特征时,其L-函数与黎曼zeta函数有类似的非零区域
但是,当特征是实原特征时,在区间
内至多可能存在一个一阶实零点,这里c是一个适当的正常数。朗道(Landau)和西格尔(Siegel)等在这一问题作出过重要贡献,这个可能存在的例外实零点被称为朗道-西格尔零点。
如果我们相信广义黎曼猜想,那么朗道-西格尔零点应该不存在。朗道-西格尔零点的研究非常重要,是解决很多数论问题的瓶颈。
所谓的朗道-西格尔零点猜想断言,朗道-西格尔零点确实不存在。这是数论中长期悬而未决的重要猜想。一旦证明了这一猜想,就可以取得很多新突破,简化和加强很多经典数论结果。张益唐在最新预印本论文里证明了,模D的实原特征L-函数在区间
内没有实零点,这里c是绝对实效正常数。如果把这里的2024换成1,就得到原始形式的朗道-西格尔零点猜想。2024虽然大于1,但在数学意义上,与1并没有实质性的差别。
“目前是(指数)做到了2024,我想经过一番努力应该还是可以做到几百的,但是做到1还确实存在难度,现在达不到,这就回到原始形式的朗道-西格尔零点猜想了。”张益唐说。
事实上,在2007年,张益唐在预印本网站提交了《论朗道-西格尔零点猜想》的论文,被认为存在缺陷。而11月4日提交的论文《离散平均估计和朗道-西格尔零点》,张益唐突出了使用的研究方法和工具。
数学界将对这一成果进行同行评审
111页的论文,重要的数学难题,数学界为之震动。
《明升中国app报》记者获悉,张益唐的导师潘承彪教授评论:“听了益唐讲的想法很清楚,这是一个重要的筛法新思想,有很大发展潜力,可实现起来很难。”
张益唐获悉后跟夫人说:听了潘老师的肯定,胜于一万个人的赞扬。
《明升中国app报》记者还了解到,著名数论专家Andrew Granville回复邮件表示,“I understand his plan--I have also thought about t hese things but have thought it would be impossibl e to make anything like this work.But of course Zhang is very brilliant so who knows? I do not have time to read this now but hopefully so me clever young person will。”(我理解他的计划---我也考虑过这些事情,但我认为要把这样的事情做好是不可能的。当然,张是非常聪明的,所以谁知道呢?我现在没有时间看这个,但希望聪明的年轻人能够看一看。)
张益唐这一论文在“MathOverflow”(一个面向专业数学家的问答网站)得到了热烈的讨论:
“在之前的许多论文中,都假设Siegel零不存在,但它不需要那么强。张的论文并没有排除西格尔零点存在的可能性,但是这种排除的范围足以覆盖之前很多论文要求的范围。这使得许多先前的结果从假设结果变为确定性结果,从这个角度看,论文的意义是极其重大的。”
“假设这篇论文是正确的,一个直接的结果是,每一个源自西格尔定理的无效常数现在都是有效的。当然,结果暗示的远不止这些,但如果结果正确,这已经足够使结果具有纪念意义了。”
“如果张的结果是正确的,将会有许多重要的后果。一个具体的结果是,它将高斯和欧拉时代最后一个开放的问题减少到有限的计算量,即每属一类的二元二次型判别式分类。”
接下来,数学界将对这一成果进行同行评审。据了解,张益唐2007年那篇论文的评审速度很快,只用了两三周。鉴于其重大关注度,这次也应该不会太慢。
在手机版最后,张益唐说,这个研究成果只是在小范围内证明朗道-西格尔零点猜想是对的,就是说这个零点确实是不存在的。“我现在的研究其实还存在继续完善的地方,论文也需要做进一步的深化。”
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