专栏名称: 中二的化学君
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《素数之恋》——黎曼的仲夏狂想曲

中二的化学君  · 简书  · 化学  · 2017-12-11 11:30

正文

素数是任何一个小学生都已经熟知的概念,甚至被我的小侄子引以为数学的阴影,背下来那些两位数的数字他都觉得困难,更不用说要数出100以内的素数有多少个。顺带一提,他一直认为提出这个概念的数学学者基本都属于肾上腺激素分泌旺盛和性激素分泌缺乏的无趣中年人。

图片发自简书App

我想,在他的视角下,提出黎曼假设的黎曼必定属于这群变态数学家中的战斗机,他竟然丧心病狂的想要把素数的个数规律用函数的形式表示出来。这是怎样的一种大脑,才能想到这样的方式来自我毁灭?

黎曼也许就是这样一个以自虐大脑为毕生追求的数学家,令人惊奇的是他14岁才接受正规的教育,他的大脑和这个世界格格不入——除了数学。黎曼在1846年被录取为格廷根大学的学生,听了高斯的线性代数课,他决定放弃做一名牧师,转而以数学为职业——他的父母同意了。决定投身数学的他具备比常人更高的热情,1857年他成为副教授,发表了一篇论文讲述阿贝尔函数轰动欧洲。一个热爱数学的数学家爆发出的能量令人难以想象,他发表的数项研究结果很快被欧洲数学界熟知。

1859年,他被评选为院士,年仅33岁,刚刚结婚不久的他又再度抛出一篇重磅论文:关于小于一个定值的素数个数。

从此,数学翻开了新的篇章。

他设想了一个黎曼函数,这个函数如此和谐,以至于任何人都可以简单地在一定范围内检验它的真伪。

希尔伯特在一次重要的演讲当中提及,目前数学界尚未解决的重大问题之一,就是黎曼假设和他的笔记中提及的相关问题。

数学发展到现在,牛顿和莱布尼茨从极限的诡辩中发展出了微积分,笛卡尔沿着代数的脚步建造出了解析几何的高楼大厦,而狄利克雷又重新在数论的砖瓦碎砾之中建立了解析数论,素数理论在他的贡献下逐渐揭开了面纱。

黎曼假设的叙述是:ζ函数所有非平凡零点的实部都是二分之一。

黎曼如何想到这一点的,我们无从得知,可是在数学家们的脑海中,已经从这个假设当中展开一副波澜壮阔的画面,这又是一个何等美妙的情景!

在黎曼提出假设的若干年,有无数的定理的假设前提都是相同的,“如果黎曼假设成立”,可以想见如果黎曼假设崩塌,那么基本上数学家们可能晚上会面临着世界观崩塌的危险。

有趣的是,重要而简单的定理,我们证明起来却总是格外困难,这些定理有如上帝的赐福,缥缈不定却又福照八方,费马大定理的证明有长长的几十页,而黎曼假设经过数学家们的努力尽管无法彻底证明,但是经过数学家们的努力验证,至少在相当的范围内可以成立,然而数学发展到今天,它却仍然在等待我们解决。







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