89歲數學家阿蒂亞給出「簡單全新」的黎曼猜想證明?

2020-11-23 澎湃新聞

德國海德堡當地時間9月24日上午9時45分至10時30分(北京時間9月24日15時45分至16時30分),89歲的麥可·阿蒂亞(Sir Michael Francis Atiyah)爵士正在海德堡獎獲得者論壇上做關於黎曼猜想的宣講。據早先海德堡獎獲得者論壇的官方消息,麥可·阿蒂亞稱自己會給出一個「簡單」且「全新」的證明方法,同時他還透露自己的證明是基於馮·諾依曼(John von Neumann,1936)、希策布魯赫(Hirzebruch,1954)和狄拉克(Dirac,1928)的研究成果。

海德堡獎獲得者論壇(HLF)成立於2013年,由海德堡獎獲得者論壇基金會(HLFF)主辦,每年召開一次世界性論壇,為數學家和計算機科學家提供交流平臺。該論壇由德國Klaus Tschira Stiftung基金會發起(KTS),目的是促進自然科學、數學和計算機科學的發展。2018年9月23日至28日,HLF在德國城市海德堡召開第6屆論壇。

Michael Francis Atiyah稱自己找到了黎曼猜想的證明方法

黎曼猜想一旦被證明,數學界將於「一夜間」新增1000多條定理

黎曼猜想被認為是數學史上最偉大的猜想,由德國著名數學家波恩哈德·黎曼在1859年提出。在這之後的159年裡,數學界一直沒有停止對它的探索,但迄今並未獲得顯著進展。

德國數學家戴維·希爾伯特在第二屆國際數學家大會上提出了20世紀數學家應當努力解決的23個數學問題,其中便包括黎曼假設。

現今克雷數學研究所懸賞的世界七大數學難題中也包括黎曼假設。

美國數學家蒙哥馬利還曾表示,如果有魔鬼答應讓數學家們用自己的靈魂來換取一個數學命題的證明,多數數學家想要換取的將會是黎曼猜想的證明。

作為一個複雜的數學命題,許多人只知黎曼猜想其名而不知道黎曼猜想的具體內容是什麼。

科普作家、《黎曼猜想漫談》作者盧昌海在接受科技日報採訪時表示,黎曼猜想是關於一個被稱為黎曼ζ函數的復變量函數的猜想。黎曼ζ函數跟許多其它函數一樣,在某些點上取值為零,那些點被稱為黎曼ζ函數的零點,其中特別重要的一部分零點被稱為非平凡零點。黎曼猜想所「猜」的是:黎曼ζ函數的所有非平凡零點都分布在複平面上一條被稱為「臨界線」的特殊直線上。

他介紹,黎曼猜想跟諸多數學命題有著千絲萬縷的聯繫——據統計,當今數學文獻中有1000條以上的數學命題是以黎曼猜想或其推廣形式的成立為前提的。一個數學猜想與為數如此眾多的數學命題的命運息息相關,在數學中是絕無僅有的。黎曼猜想及其推廣形式一旦被證明,數學中將史無前例地於「一夜間」新增1000多條定理,這將對數學的面貌產生非同小可的影響。所有直接間接用到那些命題的領域也將程度不等地受到影響。

海德堡獎獲得者論壇官方消息:麥可·阿蒂亞稱其證明了黎曼猜想

麥可·阿蒂亞其人:數論與量子場論重要科學家

麥可·阿蒂亞是數學界最高榮譽菲爾茲獎和阿貝爾獎雙料得主,他於1966年獲菲爾茲獎(Fields Medal),2004年獲阿貝爾獎(Abel Prize)。阿蒂亞最受世人關注的是他的Atiyah-Singer指標定理,這也被他視作是自己「做過的最好的事情」。

麥可·阿蒂亞於1929年4月出生於英國倫敦,現年89歲。他在蘇丹度過童年,祖父是一位醫生,父親曾就讀於牛津大學布雷齊諾斯學院,並長期服務蘇丹政府。

1945年,麥可·阿蒂亞全家移居英國。他首先進入曼側斯特語法學校並表現出對幾何學的熱愛。服完兵役後,阿蒂亞進入劍橋大學三一學院學習(1949年-1955年),並在威廉·霍奇(William VD Hodge)的指導下完成了畢業論文《拓撲方法在代數幾何中的一些應用》(Some Applications of Topological Methods in Algebraic Geometry)並取得博士學位。畢業後,他先後在普林斯頓高等研究院、劍橋大學彭布羅克學院、牛津大學等學術機構研究、任教。

除了研究和教學之外,麥可·阿蒂亞還曾擔任英國皇家學會會長(President of the Royal Society)(1990-1995年)、劍橋大學三一學院院長(Master of Trinity College)(1990-1997年)。在他的倡導下,劍橋大學建立了英國劍橋牛頓數學科學研究所並由他出任第一位主任(1990-1996年)。

在最初幾十年的研究中,麥可·阿蒂亞主要工作在理論數學領域,尤其是幾何學方面。到20世紀70年代,他的重心轉移到物理學上。他被認為是量子場論中的一位重要思想家。

雖然已近90歲高齡,麥可·阿蒂亞依舊活躍在學術領域。2016年,他還因為給出一個「6維球面上不存在復結構」的證明而備受質疑。

世界七大數學難題:百萬美元懸賞,至今仍有六題懸而未決

與黎曼猜想一起被稱為世界七大數學難題即「千年大獎問題」的還有:NP完全問題、霍奇猜想、龐加萊猜想、楊-米爾斯存在性和質量缺口、納衛爾-斯託可方程、BSD猜想。這七個問題都被懸賞一百萬美元。

七個問題中,龐加萊猜想已由俄羅斯數學家格裡戈裡·佩雷爾曼破解。

在2002年11月和2003年7月之間,俄羅斯數學家格裡戈裡·佩雷爾曼發表了三篇論文預印本,並聲稱證明了幾何化猜想。這之後,有2組研究者先後發表論文補全佩雷爾曼給出的證明中缺少的細節,包括密西根大學的布魯斯·克萊納和約翰·洛特,哥倫比亞大學的約翰·摩根和麻省理工學院的田剛。

2006年8月,第25屆國際數學家大會授予佩雷爾曼菲爾茲獎,數學界最終確認佩雷爾曼的證明解決了龐加萊猜想。

證明數學猜想「被證明」有多難?

從格裡戈裡·佩雷爾曼給出龐加萊猜想的證明到被數學界最終確認,歷時四年之久。此次麥可·阿蒂亞所給出的黎曼猜想證明,也許也需要國際數學界花上幾年時間來證明真偽。

2012年8月,日本數學家望月新一在京都大學數學系主頁上貼了4篇論文,通過長達512頁的推理,他宣稱自己解決了數學史上最富傳奇色彩的未解猜想:ABC猜想。

6年過去了,望月新一的推理仍然沒有被數學界最終認可,甚至有說法稱「迄今為止只有十二個人能懂望月新一的理論」。菲爾茲獎得主、加州大學洛杉磯分校數學教授陶哲軒也曾在個人博客表示,「我沒有足夠的知識對望月的論文做專業的評價」。

以下是麥可·阿蒂亞的黎曼猜想論文預印本全文:

麥可·阿蒂亞的黎曼猜想論文預印本全文

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    撰文| 張軒中 科普作家,網際網路周刊新媒體業務部總監2018年9月24日,德國海德堡,著名數學家阿蒂亞爵士(Michael Atiyah)在演講時表示,自己已證明了黎曼猜想。在演講開始前,他公開了這篇研究論文,總共5頁。在論文中,藉助量子力學中的無量綱常數α(fine structure constant),阿蒂亞聲稱解決了複數域上的黎曼猜想。
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