伦敦奥运会即将开幕,经济学家率先凑了一把热闹。他们用公式预测了本届奥运会各国的金牌数。从往年的结果来看,预测的准确度还是八九不离十的。
研究 Riemann 体系的努力仍在继续着, 在一些数学物理学家的心目中, 它甚至已经成为了一种证明 Riemann 猜想的新的努力方向, 即所谓的物理证明[注八]。 会不会有一天人们在宇宙的某个角落里发现一个奇特的物理体系, 它的经典基本周期恰好是 ln2, ln3, ln5……? 或者它的量子能谱恰好包含 14.1347251, 21.0220396, 25.0108575…… (读者们应该还记得这些是什么数吧)?
Montgomery 虽然得到了有关Riemann ζ 函数非平凡零点对关联函数的猜测性结果。 但这一结果究竟有什么深意? 对他来说却还是一个谜。 他觉得这个结果应该预示着某种东西, 可那究竟是什么东西呢? 他毫无头绪, 这多少让他感到有些苦恼。
本篇将讲述黎曼猜想证明史上的一场赌局。 数学家Zagier预测至少要计算出300,000,000 (三亿)个零点,才是对黎曼猜想有价值的判定。而奥卡姆剃刀理论的信仰者,数学家Enrico Bombieri则坚信黎曼猜想的成立。二位决定以两瓶波尔多葡萄酒为赌注打赌。没成想,决定这场赌局走向的是计算机时代的到来和Zagier的一位损友……
时下流行一种休闲方式叫做 DIY , 讲究自己动手做一些原本只有工匠才做的东西, 比方说做件陶器什么的。 在像我这样懒散的人看来这简直比工作还累, 可如今许多人偏偏就兴这个, 或许是领悟了负负得正 (累累得闲?) 的道理吧。 既是大势如此, 我们也乐得共襄盛举, 让大家亲自动手用 Riemann-Siegel 公式来计算一个 Riemann ζ 函数的非平凡零点,走着?
Siegel曾计划在柏林学习天文学, 因为天文学是看上去最远离战争的学科。 但是入学那年的天文学课程开得较晚, 为了打发时光,他去旁听了德国数学家 Ferdinand Georg Frobenius (1849-1917) 的数学课。 这一听很快改变了他的人生轨迹, 使他最终成为了一名数学家。
随着 Riemann 论文中的外围命题——那些被 Riemann 随手写下却没有予以证明的命题——逐渐得到证明, 随着素数定理的攻克, 也随着 Hilbert 演讲的聚焦作用的显现, 数学界终于把注意力渐渐投向了 Riemann 猜想本身, 投向了那座巍峨的主峰。
素素一放学到家,就和爸爸说:“爸爸,你知道吗?我们班的池城数学考试又不及格,他都哭了呢。”爸爸奇怪地问:“池城不是男孩子吗?怎么也这么爱哭呢?爸爸说:“嗯,话不能这么说,数学考试不及格,并不等于数学不行哦。在数学历史上,因为,就有这么一个人,他从小到大,数学老是考不及格,可是,他却是一个不折不扣、人人敬佩的数学家呢。”
在Riemann的论文发表之后的最初二、 三十年时间里, 他所开辟的这一领域显得十分冷清, 没有出现任何重大进展。 如果把 Riemann 论文的全部内涵比做山峰的话, 那么在最初这二、 三十年时间里, 数学家们还只在从山脚往半山腰攀登的路上。高耸入云的山颠还笼罩在一片浓浓的雾霭之中, 正所谓高处不胜寒。 但到了1885 年,在这场沉闷的登山之旅中却爆出了一段惊人的插曲:有人忽然声称自己已经登顶归来!
2012 年 NBA 全明星周末刚刚举行不久,在巨星们各种秀技能的时候,死理性派冒充了一把技术指导,在战术板上列了一大推公式和数据,向那些久经赛场但“不懂科学”的队员们解释,关键时刻这球该怎么打。怎样做出有技术含量的指导?当然是靠高端的数学模型。
在 上节 中我们看到, 素数的分布与 Riemann ζ 函数之间存在着深刻关联。 这一关联的核心就是 J(x) 的积分表达式。 由于 Riemann ζ 函数具有极为复杂的性质, 这一积分同样也是极为复杂的。 为了对这一积分做进一步的研究, Riemann 引进了一个辅助函数 ξ(s)
据说某电视台以“你的出生年份+年龄=2012好神奇呀”做了一档节目。要真是这样,着实让人无语。其实我们身边确有许多神奇数字现象(出生年份+年龄=2012显然不算),死理性派来给你介绍几个有技术含量的。
象这样一种被 Riemann 随手写下、 却让数学界花费几十甚至上百年的时间才能证明的命题在 Riemann 那篇论文中还有好几处。 这是 Riemann 那篇论文的一个极为突出的特点: 它有一种高屋建瓴的宏伟视野, 远远超越了同时代的其它数学文献。