數學界假如解決了黎曼猜想,意味著什麼?

小啾啾的無腦日常


物理學家有一個大一統的夢想,夢想至少能把目前所觀察到的宇宙現象納入到一個理論系統中來解決,目前算是勉強做到了,比如超弦理論,糅合了相對論和量子力學,統一了四大基本作用力,貌似很完美。但這些這些大一統理論有個通病:沒法驗證!可預期的將來也沒法驗證。要驗證這些理論所做的實驗要能測量到非常非常非常非常。。。。。小的尺度,比如普朗克常數10^-34級別,所以就是根本不可能嘛!

即使能證明這理論是正確的,我們能完美解釋宇宙嗎?肯定是還不行。宇宙是極度複雜、深不可測的,根據哥德爾不完備定理,一個系統內(產生)的理論不能完全解決這個系統的所有問題。

扯遠了,其實數學界也有大一統的夢想,但這個夢想太大沒人敢說。某一數學分支研究越深入,會發現跟其他分支有一種若隱若現,妙不可言的關聯。比如多項式的根域和分形幾何有關,在如今的數學研究領域,沒人能做到高屋建瓴,統籌全局,太複雜了,太難了。

又扯遠了。數論是人類研究的最古老的數學分支,但總的來說,進展有限,問題在於缺乏工具,研究出來的工具少的可憐,最古老的篩選法已用到了極致,陳景潤證明1+2問題被認為榨乾了篩選法最後一點營養。

黎曼在歐拉的研究基礎上,精心(強行)構造了一個和素數有關的ζ函數,並不可思議的給出了一個預言ζ(X)=0的非平凡零點實部會全部落在1/2軸上。

問題一出數學界激動不已,不是問題本身,而是這個問題將數論與微積分工具建立了一種聯繫。以前解決數論問題像鑽木取火,現在直接可以用到打火機,能不激動嗎?

要說數學王冠上的明珠,黎曼猜想當之無愧。哈代說如果他1000年後能復活,首先想看看黎曼問題解決了沒有。從這話就可掂量到黎曼猜想的重要程度與困難程度。

黎曼做了一項開創性的工作,開啟了一個方向之門,但縱觀其一生成就,這僅僅是他大概七分之一的成果。黎曼是個超級天才,但一生陷於窮困,終因過度勞累39歲死於疾病,黎曼臨終之時估計會想:我是幹不動了,剩下的讓天才學渣們去幹吧。


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最直接的,意味著數論問題有了一個根本解決途徑。從黎曼猜想容易得到素數分佈規律,可以定量計算兩個自然數之間素數個數,也能判斷任意一個自然數是否素數。雖然黎曼猜想並不等價於素數列通項表達式,但對於證明而言其作用也差不了多少。因此黎曼猜想的證明,可以極大推動數論這一學科發展。


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