易经说,何易,易就是简易,就是“百姓日用而不知”的东西。数也是这样,每天刷支付宝,伴随着卡里的数字减少;等下班,算着还有几个小时;等公交,要看来的是哪一路公交。每天都跟无数的数字打交道,但从来没有觉得熟悉有什么神奇或者特别的地方。
其实,数字里面隐藏了太多的奥秘。甚至不夸张地说,解开了数字的秘密,就一定程度解开了宇宙向人类隐藏的奥秘。
其中一个奥秘就是素数,又称为质数的分布规律。质数是指除自身和1外,不能被任何其他整数整除的整数,比如2、3、5、7、11、13等。这些数看起来好像也没啥规律,但数学家们不这么认为,他们认为在这些杂乱的数字中隐藏着某种不为人知的规律。从古至今,无数数学家对素数的分布进行了积极探索。但遗憾的是,直到今天,尚没有一个确切的公式或定理告诉我们素数到底是怎样分布的。
素数螺旋
从上图的质数分布,似乎可以隐隐看到一些规律。但这规律就像新嫁的姑娘,朦朦胧胧蒙着一层面纱,使人难以窥视到她的美丽真容。
当然,有一些先行者已经迈出了很大一步,比如欧拉、黎曼。
黎曼猜想的起源是这样的:
这个问题已经由天才欧拉在1735年解决了。欧拉顺便又提了一个深化的问题:
我们知道,S小于1的时候这个式子是发散的。当S大于1时,这个式子可以收敛。然后到1737年,欧拉自己得到这么一个结论:
这个结论其实很容易得到,有初中数学基础加些技巧就可以得到,当然,这不是说推出这个式子就很容易,在没有引路人的前提下,走出任何一步都是无比艰难的。
在上面这个式子里,实际上已经看到了质数分布的影子(注意右边式子的分母)。当然这还远远不够,因为这个式子并没有揭示质数是怎样分布的。
然后100多年后,大数学家黎曼,提出了以下问题:
黎曼通过解析延拓(泛函里的概率)将欧拉的成果拓展到了复数域。
黎曼自己针对他提出的问题得出了几个结论:
平凡零点对质数分布没有帮助,所以重点在非平凡零点上。
然后黎曼作了一个天才的猜想:所有非平凡零点都在实部1/2这条直线上。在黎曼时代,他能验证的也就是几个零点,但他的数学功底和天才的直觉让他作出了这么一个划时代的推断。虽然只是推断,但却如夜空的一点星光,照亮了之后近200年的数学探索之路。今天已经可以借助高速计算机,验证到前十万亿个非平凡零点,全部符合黎曼猜想。
至于后面更大的数,是否继续符合黎曼猜想?爵爷老爷子给出的证明,到底立不立得住脚?黎曼猜想的证明或证伪,为给世界揭示或启发什么?让我们拭目以待。
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