近日,英國著名數學家麥可.阿蒂亞爵士(Michael Atiyah)對外聲稱證明了久負盛名的黎曼猜想,並對外聲稱將在德國當地時間9月24日上午9:45—10:30,於Heidelberg Laureate Forum(海德堡獲獎者論壇)的演講中公布其證明,引起了廣泛關注。
麥可.阿蒂亞爵士(Michael Atiyah)簡介:阿蒂亞出生於1929年4月22日,現年89歲,在數學界做出過傑出貢獻,並曾先後獲得菲爾茲獎(1966年)與阿貝爾獎(2004年),是當代最偉大的數學家之一。
一、何為黎曼假設
黎曼假設是現今克雷數學研究所懸賞的世界七大數學難題之一,在知名度上黎曼假設沒有費爾馬猜想及哥德巴赫猜想有名,但是黎曼猜想在數學界的重要性遠超後兩者。此外,黎曼假設還與物理學領域有一定的關聯度。
黎曼假設(或稱黎曼猜想)是關於黎曼ζ函數ζ(s)的零點分布的猜想,由數學家波恩哈德·黎曼於1859年提出。1859年,波恩哈德·黎曼向柏林科學院提交了一篇題為「論小於給定數值的素數個數」的論文。這篇只有短短八頁的論文就是黎曼猜想的「誕生地」。
黎曼觀察到,素數的頻率緊密相關於一個精心構造的所謂黎曼zeta函數ζ(s)的性態。黎曼假設斷言,方程ζ(s)=0的所有有意義的解都在一條直線上。黎曼ζ函數的所有非平凡零點都位於複平面上 Re(s)=1/2 的直線上,也即方程ζ(s)=0的解的實部都是1/2。
在黎曼猜想的研究中, 數學家們把複平面上 Re(s)=1/2 的直線稱為 critical line(臨界線)。運用這一術語,黎曼猜想也可以表述為:黎曼ζ 函數的所有非平凡零點都位於 critical line 上。
二、黎曼假設的研究進展
1903年,丹麥數學家第一次算出了前15個非平凡零點的具體數值。
1925年,李特爾伍德(Littlewood)和哈代(Hardy)改進了計算方法,算出前138個零點。
1966年,非平凡零點已經驗證到了350萬個。
1981年,荷蘭數學家J.van de Lune,H.J.Riele te以及D.T.Winte宣布其研究結果:他們利用電子計算機對最初的2億個齊打函數的零點進行檢驗,證明黎曼的假設是對的。
1982年11月蘇聯數學家馬帝葉雪維奇在蘇聯雜誌《Kibernetika》宣布,他利用電腦檢驗一個與黎曼猜想有關的數學問題,可以證明該問題是正確的,從而反過來可以支持黎曼的猜想很可能是正確的。
1975年美國麻省理工學院的萊文森在去世前證明No(T)>0.3474N(T)。
1980年中國數學家樓世拓、姚琦對萊文森的工作有一點改進,他們證明了No(T)>0.35N(T)。
1932年C.L.Siegel發表的文章中,有下面這樣一個公式:
文章的作者根據這個公式的幾何意義以及cos函數的零點性質,直接推導出來No(T)=N(T),即證明了區域內的零點全部落在臨界線上。
2004年,對非凡零點的計算已經達到了8500億個,仍然沒有發現反例。
最後,黎曼假設能否被證明,敬請期待明日的海德堡獲獎者論壇演講。
在此祝各位中秋快樂。