世紀難題「黎曼假設」究竟能否被證明

2021-01-11 小鍋漫談

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。

麥可.阿蒂亞爵士(Michael Atiyah)

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」。

波恩哈德·黎曼

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。

相關焦點

  • 數學領域的頭號難題——黎曼假設是否已被解決
    德國數學大師戴維·希爾伯特於1900年在法國巴黎舉行的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,被認為是20世紀數學的制高點,其中便包括黎曼假設。美國克雷數學研究所於2000年列出了21世紀的7大數學難題,被認為將對數學理論的發展和應用的深化產生巨大推動,其中也有黎曼假設;能證明該猜想的人將會獲得100萬美元獎金。
  • 世紀難題「黎曼猜想」被證明了?它究竟說了個啥?
    新華社記者羅歡歡攝讓數學家們魂牽夢縈的「黎曼猜想」美國數學家蒙哥馬利曾說,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。這個由德國數學家黎曼於1859提出的難題,已經困擾世人一個半世紀。
  • 數學珠峰之黎曼假設
    他答道:「我會問『有沒有人證明了黎曼假設』。」 在 20 世紀結束之際 1,面對希爾伯特難題中的頂尖挑戰,大多數數學家還是束手無策。然而,這可能不僅是本世紀無法解決的問題,很可能即使 500 年後希爾伯特從沉睡中醒來,這個問題也不會有答案。他那場探索未知領域的革命性演講,在 20 世紀的第一次國際數學家大會上掀起了軒然大波。
  • 「世紀難題」黎曼猜想真的被阿蒂亞證明了嗎?
    9 月 20 日當地時間 12:04,北京時間晚上 6:04 分,德國海德堡論壇的官方推特發了一個推,宣稱有一位英國數學家證明了數學界皇冠上的明珠——黎曼猜想,並且在 9 月24 日這天公開演講,宣布他的證明方法。這條推特以光速瞬間傳遍了全世界。有些人可能奇怪了,我們中國人好像都知道,數學皇冠上的明珠不是哥德巴赫猜想嗎?唉,兄弟,醒醒吧,那是傳說。真正的數學皇冠上的明珠是黎曼猜想。
  • 160年難題,黎曼猜想被他證明了?
    就在剛剛,當地時間9月24日上午9時45分(北京時間9月24日下午15時45分),現年89歲的英國著名數學家麥可·阿蒂亞(Michael Atiyah,1929年4月生人)登上了海德堡論壇,開始了他的演講——黎曼猜想。此前,這位菲爾茲獎和阿貝爾獎的雙料得主宣布,已證明世紀難題黎曼猜想。就在演講前,網傳一份證明黎曼假設(猜想)的的5頁預印本被人貼出。
  • 【黎曼猜想證明過程詳解】阿蒂亞如何證明「世紀難題」?
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  • 現場直擊:阿蒂亞挑戰「世紀難題」黎曼猜想
    」黎曼猜想的證明。 不過,阿蒂亞用最後幾張幻燈片完成了任務:對黎曼猜想的「簡單證明」建立在20世紀兩位傑出數學家馮·諾伊曼和弗裡德裡希·希策布魯赫的成果之上。阿蒂亞結合兩人的研究,認為黎曼猜想如果不成立,就會引致邏輯矛盾,由此黎曼猜想必然成立。「這看上去很神奇,」阿蒂亞說,「但是我想說,所有艱苦工作都已經在70年前完成了。
  • 數學中最著名未解難題之一!「黎曼猜想」證明尚待檢驗
    參考消息網9月26日報導英媒稱,儘管有人聲稱可以證明,但「黎曼猜想」可能仍未被解決。據英國《新科學家》周刊網站9月24日報導,數學中最著名的未解難題之一可能仍未被解決。在9月24日的海德堡國際數學與計算機科學獲獎者論壇上,退休數學家麥可·阿提亞發表了其所謂的證明「黎曼猜想」的思路。他的同行們在近160年的時間裡都未能證明「黎曼猜想」。阿提亞說:「證明『黎曼猜想』會讓你成名。如果你已經成名,那就會臭名遠揚。沒人相信有人能證明『黎曼猜想』,因為它太難了。還沒有人能證明它,所以現在為什麼你能呢?當然,除非你有了一個全新思路。」
  • 一個曾被遺棄的方法,重燃了證明黎曼假設的新希望?
    這是一個困難重重而又極具意義的問題,克雷數學研究所(Clay Mathematics Institute)將它列為千禧年大獎的七大難題之一。黎曼假設的核心是黎曼ζ函數。黎曼注意到,質數沿數軸的分布,與黎曼ζ函數中函數值為0點密切相關。他意識到,如果黎曼ζ函數滿足一定條件,就能揭示出一些質數的秘密,比如可以得出在一個給定數值之下存在多少個質數。
  • 世界7大數學難題之1被解?數學家稱能證明黎曼猜想
    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。
  • 數學界傳出重大消息,黎曼猜想或將被證明,最重要的難題被攻破?
    相信大家會有不同的答案,對於大傢伙,感覺不會的就是難的,要說最難的數學難題,莫過於數學猜想了。目前在數學界有七大數學難題,期待著人們的解答。這七個"世界難題分別是是:NP完全問題、霍奇猜想、龐加萊猜想、黎曼假設(又叫黎曼猜想)、楊·米爾斯理論、納衛爾-斯託可方程和BSD猜想,這七個問題都被懸賞一百萬美元。
  • 若黎曼猜想被證明,區塊鏈會受影響嗎?
    阿提亞提出的這個新思路,是基於對物理學中一個重要的無量綱數——精細結構常數的推演,推演過程結合了馮·諾依曼等科學家的早前理論,還引入了一個新的所謂TODD函數,該函數被視作證明黎曼猜想的核心。不過,阿提亞的證明思路仍有待同行評議。對於黎曼猜想與區塊鏈的關係,此前有媒體稱,「黎曼猜想被證明,基於 RSA 的區塊鏈項目都將湮滅!」 那麼,黎曼猜想與區塊鏈究竟有什麼關係?
  • 黎曼猜想證明結果即將公布,這個問題到底有多麻煩?
    在會議上共列出了七個數學難題, 並作出了一個頗具轟動性的決定: 為每個難題設立 100 萬美元的巨額獎金。菲爾茲獎和阿貝爾獎雙料得主、英國皇家學會前主席麥可· 阿提亞爵士宣稱自己證明了黎曼猜想,他將在9月24日的海德堡獲獎者論壇上進行宣講,屆時或將給出黎曼猜想的全部證明過程。
  • 一場天才的證明遊戲:「黎曼猜想」被證明了嗎
    一場天才的證明遊戲連續幾天在社交網絡刷屏的黎曼猜想,已被提出159年之久。1859年,德國數學家波恩哈德·黎曼在一篇名為《論小於給定數值的素數個數》的論文中提出了這一猜想。此後它便折騰了數學家超過一個半世紀。
  • 數學界將出大事,黎曼猜想已被證明,9月24日見分曉
    吃瓜網紅超模君默默地數著日曆,等待9月24日的到來,這應該就是黎曼猜想的魅力。就連希爾伯特都對黎曼猜想垂涎欲滴:「如果我沉睡一千年然後醒過來,第一個問題就是黎曼猜想是證明還是證偽了」。黎曼猜想究竟是個什麼問題?黎曼猜想是由德國著名數學家波恩哈德·黎曼所提出。在1859年,黎曼對外發表了一篇關於素數分布的論文。
  • 區塊鏈的安全性 將被黎曼猜想的證明所顛覆?
    作為數學領域最大的瓜之一,各路群眾紛紛表示做好開吃準備,一些致力於區塊鏈研究與報導的媒體也不忘來刷屏,聲稱黎曼猜想的得證可以破解密碼學體系,以顛覆區塊鏈的安全性,甚至區塊鏈的未來也由此覆滅。那麼,黎曼猜想究竟和區塊鏈有何關係?筆者試圖在本文為您解答。什麼是黎曼猜想?
  • 89歲數學家阿蒂亞給出「簡單全新」的黎曼猜想證明?
    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。
  • 159年沒被解決的黎曼猜想「被證明」了?它究竟說了啥?
    如果讓一名優秀的數學家用靈魂去換取某一個數學問題的答案,那這個問題,大多數職業數學家都會同意,它就是大名鼎鼎的黎曼猜想。這個由德國數學家黎曼於1859提出的難題,已經困擾世人一個半世紀。這也是德國數學家希爾伯特在1900年提出的23個問題中唯一懸而未決的重大問題。
  • 黎曼猜想證明預印本公布
    近日,菲爾茲獎和阿貝爾獎雙料得主、英國皇家學會前主席麥可· 阿提亞爵士宣稱,自己證明了數學界的世界性難題黎曼猜想。現在,阿提亞已經公布了他證明黎曼猜想的預印本,不過具體細節數學界還在研究之中,是否真的證明了黎曼猜想還有待證實。
  • 證明「黎曼猜想」?再等等
    「用我的方法,『黎曼猜想』已經被證明了。」9月24日,89歲的英國皇家學會前主席麥可·阿蒂亞在2018海德堡獲獎者論壇上展示了他對「黎曼猜想」難題的證明結果。  結果有待商榷  阿蒂亞用「簡單」的5頁紙敘述了他的研究內容。