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第249章 “至此,证明完成。”

用筛法估计一个集合中素数的个数时,筛法无法区分一个数有奇数个素因子还是有偶数个素因子。

换句话说,如果一个数恰好是两个不同素数的乘积,筛法会把它和真正的素数混在一起。

这个混淆,在哥德巴赫猜想这种需要精确区分‘1+1’的问题上,是致命的。”

“所以,如果只用筛法,这个问题是无解的。”

肖宿顿了顿,拿起粉笔,在黑板的另一边画了一个圆。

“而另一个工具,圆法,走的是完全不同的路径。”

“圆法的核心思想是把离散的加法问题转化为连续空间里的积分。

设r(n)为将偶数n写成两个素数之和的表法个数,那么根据圆法的基本恒等式,r(n)可以表示为∫_0^1s(α)^2?e(-nα)dα,其中s(α)是指数和∑_{p≤n}e(pα),e(x)是e^{2πix}。”

他在黑板上写下这个积分表达式。

“这个积分的巧妙之处在于,当α接近有理数aq,也就是所谓的‘主弧’区域时,s(α)的行为可以用素数定理来精确估计。

而当α远离有理数,也就是‘余弧’区域时,s(α)的贡献很小。

如果我们能证明主弧上的积分主项足够大,而余弧上的积分小到完全可以忽略,那么哥德巴赫猜想就成立了。”

“维诺格拉多夫用这个方法证明了三素数定理,即每个充分大的奇数都可以写成三个素数之和。

但他的方法在偶数的情形下就失效了,因为偶数的哥德巴赫问题涉及的是两个素数的和,主项和余项的竞争远比三素数的情形更加激烈。

所以余项估计的精度,必须控制到小o级别,而传统的方法在这个精度下会直接崩溃。”

他在圆的两端分别写下了“筛法”和“圆法”两个词。

“筛法擅长细节,但缺乏整体视野。

圆法擅长整体,但细节上不够精确。

这两种方法,各自都很强大,但各自又都有致命的短板。”

“长期以来,数学家们一直在想,能不能把两者结合起来?

用圆法的整体框架来控制大方向,用筛法的精细技巧来处理局部细节。”

他在“筛法”和“圆法”之间画了一条弧线。

“但这条路,走不通。”

台下有人轻轻“啊”了一声。

肖宿继续说道:“因为筛法使用的是莫比乌斯卷积的语,而圆法使用的是指数和积分的语。

它们之间没有自然的翻译器。”

“那么,有没有可能,为这两套语造一个翻译器?”

台下,德利涅瞬间坐直了身体。

舒尔茨的眉心轻轻一跳。

他们知道,重点来了。

肖宿拿起粉笔,在小黑板中央写下了一段简短的定义。

“在研究孪生素数猜想的过程中,我发现了一个有趣的现象。

那就是当我把顾辛流型中关于弗洛尔同调的不变量计算,以某种特定的方式展开时,展开项的结构,和圆法中某个积分核在鞍点附近的渐近展开,形式上一模一样。”

他又在黑板上写下了两行式子。

左边是弗洛尔同调的展开项:∑_{k}c_k?(logn)^{-k}。

右边是圆法积分核在鞍点附近的渐近展开:∑_{k}d_k?(logn)^{-k}。

“这不是巧合。

这说明筛法和圆法之间,存在某种更深层的对应关系。”

“既然展开的形式一样,那展开之前的结构,是不是也一样?

如果把筛法的求和项,通过某种变换映射到圆法的工作空间里,这个映射能不能是一个对偶变换?”

他在黑板上写下一行字:对偶变换t。

“具体来说就是,如果我定义一个变换t,它把筛法中的莫比乌斯卷积转化为复平面上的围道积分,那么c_k和d_k之间满足d_k=t(c_k)。”

“这个变换t,就是我称之为傅里叶-米库辛变换的东西。

它把筛法在整数域上的运算,映射为圆法在复平面单位圆上的运算。

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