118.黎曼假设
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※118.黎曼假设
黎曼(Georg Friedrich Bernhard Riemann,1826—1866)
1859年
玛迦拉斯(Tibor Majlath)在复数平面上所画出的黎曼 ζ 函数图形。图形中上、下两半部各四个小牛眼般的图案位置,相当于令 ζ 函数为0、且实数部分为1/2〔Re(s)=1/2〕的解。这张图在实数、虚数部分的范围都介于+32到-32之间。
为质数而生的蝉(约公元前100万年),埃拉托斯特尼筛检法(公元前240年),发散的调和级数(约1350年),虚数(1572年),四色定理(1852年)及希尔伯特的二十三个问题(1900年)
许多针对数学家所进行的调查显示,“黎曼假设的证明”是目前为止未解数学问题中最重要的一件工作,相关证明牵涉ζ函数,一个可以用数论中看起来相当复杂、却又在质数检定中非常实用的曲线加以诠释的函数。原始定义为无穷级数的ζ函数写成ζ(x)=1+(1/2)x+(1/3)+(1/4)+…。当x=1时,这个级数会发散成无限大,对于任一大于1的x值,这个级数会收敛成有限数值。当然啦,如果x值小于1的话,这个级数还是会变成无限大。在数学文献上讨论与研究的完整 ζ函数,会针对x值大于1的情况将级数转换成更复杂的方程式,不论级数总和的结果是有限实数或是虚数(唯有当级数总和的实数部分为1时除外)。我们知道当x值为-2、-4、-6、…时,ζ 函数恒为0;除此以外,ζ 函数也有无限个恒为0的复数解,而且这些复数解的实数部分都介于0与1之间—问题在于我们无法确定究竟是什么样的复数,才是 ζ 函数的解。数学家黎曼大胆猜测这些复数解的实数部分都是1/2,虽然目前已经有大量数值分析的证据显示黎曼的猜测无误,可是,假设依旧尚未被证明为真。如能证明黎曼假设为真,其结果不但会对质数相关定理造成深远影响,也将使我们更进一步了解复数的性质。另一方面,物理学家们借由检视黎曼假设的过程,倒是很神奇地发现量子物理与数论之间,存在着某种不可思议的关联性。
全世界有超过11000千名自愿者通过Zetagrid.net网站取得分布式计算机软件包,竭尽全力想要找出黎曼 ζ函数为0的解,进而设法证明黎曼假设的正确性;以他们庞大的计算能力而言,一天之内就可以找出超过十亿个 ζ 函数的解。 数学之书:数学史上250个里程碑式的发现