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見證歷史!數學家張益唐北大講座:本質上已證明“零點猜想”,111頁論文已公開

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整理/凌敏

有數論學者表示,張益唐有關朗道 - 西格爾零點猜想的論文結果意義重大,使得以前的很多結果從假設性結果變成了確定性結果。

張益唐在北大作“零點猜想”學術報告

11 月 8 日上午 9 點,數學家張益唐在北京大學作“關於朗道 - 西格爾零點猜想”學術報告。張益唐表示,在本質上,他已經證明了朗道 - 西格爾零點猜想。只是像他此前關於孿生素數猜想的研究結果一樣,其結果可以被改進。最新研究突破將有很多應用,帶來很多定理。

換句話說,張益唐的最新論文表明,在特定範圍內,朗道 - 西格爾零點不存在。在這一情況下,朗道 - 西格爾零點猜想正確或成立。(郎道 - 西格爾零點猜想要回答的核心問題就是:是否存在朗道 - 西格爾零點?)

資料顯示,張益唐是加利福尼亞大學聖塔芭芭拉分校教授、山東大學潘承洞數學研究所所長、北京大學閔嗣鶴數論研究中心名譽主任、北京大學客座教授,曾在孿生素數猜想的研究中取得里程碑式的突破進展,受邀在 2014 年首爾國際數學家大會上做特邀報告,獲羅夫·肖克獎 - 數學獎、弗蘭克·奈爾森·科爾數論獎、麥克阿瑟天才獎等諸多獎項。

事實上,在張益唐之前,有很多數論專家都曾做過相關研究,但均沒有成功。

關於攻克朗道 - 西格爾零點猜想的意義和重要性,張益唐的同事、數論學家 Stopple 曾說,如果張益唐能對此作出證明,那麼加上他的上一份成就(關於孿生素數猜想的研究),在某種意義上,(其機率)就像是同一個人被閃電劈中兩次。“如果他從未成名,那麼做出這項工作也會讓他跟上次一樣被世界矚目。”

究竟什麼是朗道 - 西格爾零點猜想?為什麼張益唐的研究成果能讓數學界為之一震?

朗道 - 西格爾零點猜想

朗道 - 西格爾零點猜想的名字來源於兩位著名的數學家:朗道和西格爾。朗道是德國數學家希爾伯特在數論領域的繼承人,西格爾是朗道曾指導過的博士生,西格爾曾發現了一類特殊的函式—— L 函數理論中的西格爾零點現象。

作為數學界知名難題之一,朗道 - 西格爾零點猜想主要是想解決 L 函式是否存在異常零點這一問題,它是解決很多數論問題的瓶頸,並與已經懸置 160 多年的著名數學難題“黎曼猜想”相關。

據《中國科學報》介紹,簡單說,如果存在朗道 - 西格爾零點,那麼黎曼猜想就是錯的;如果朗道 - 西格爾零點不存在,則不會和黎曼猜想發生衝突。

也就是說,一旦證明了朗道 - 西格爾零點猜想,就可以取得很多新突破,簡化和加強很多經典數論結果。無論是哪種結果,無疑都是數學史上里程碑式的事件。

111 頁論文證明“零點猜想”

早在今年 10 月中旬,就有訊息稱“數學家張益唐已經攻克朗道 - 西格爾零點猜想”。

據悉,在 10 月 15 日北京大學大紐約地區校友會舉辦的“我的數學歷程”線上活動中,張益唐提到,他已做完朗道 - 西格爾零點猜想相關工作,將於 11 月初發表論文。“我最近在數學上又作出了一個應該說是很大的成果。可以說是弱一點的形式,但本質上已經是解決了朗道 - 西格爾零點(猜想)問題。解析數論的同行會知道,這個問題的解決,可能比孿生素數猜想的意義更大。”

11 月 5 日,有訊息稱張益唐攻克朗道 - 西格爾零點猜想的論文已完成。11 月 7 日,該文論在 arXiv 上正式對外公開。網站資訊顯示,該論文提交時間為 2022 年 11 月 4 日。據悉,該論文的標題是《離散均值估計和朗道 - 西格爾零點》(Discrete mean estimates and the Landau-Siegel Zero),共 111 頁,由 18 個部分組成。

據山東大學官微報道,11 月 5 日,張益唐教授曾面向山大師生作了一場關於朗道 - 西格爾零點猜想的線上學術報告,張益唐教授在報告中首先介紹了朗道 - 西格爾零點,以及它與算術級數中素數分佈的關係。

張益唐教授從狄利克雷 L- 函式和黎曼 zeta 函式講起,介紹它們在算術級數中的素數分佈和素數定理中的作用。隨後,張益唐教授介紹了他在朗道 - 西格爾零點猜想研究方面的創新思想。張益唐教授在最新預印本論文裡證明了,模 D 的實原特徵 L- 函式在區間

內沒有實零點,這裡 c 是絕對實效正常數。如果把這裡的 2024 換成 1,就得到原始形式的朗道 - 西格爾零點猜想。2024 雖然大於 1,但在數學意義上,與 1 並沒有實質性的差別。

也就是說,在這一區間內,朗道 - 西格爾零點不存在。

早在 2007 年,張益唐就曾做過朗道 - 西格爾零點問題的研究。

2007 年,張益唐在 arXiv 上刊發了“On the Landau-Siegel Zeros Conjecture”(關於朗道 - 西格爾零點猜想)的研究,不過彼時,該研究還存在一些“瑕疵”。時隔 15 年後,張益平再次上傳有關朗道 - 西格爾零點猜想的論文。

對於這篇最新的研究論文, 英國數學家、牛津大學數學研究所退休教授 Roger Heath-Brown FRS 表示,“好好研讀這篇論文需要很長時間,所以我現在還不能說它是否正確。但它寫得很清楚,而且策略明智。”

有數論學者對澎湃新聞表示,“新論文尚未完整證明朗道 - 西格爾零點不存在,所以張益唐現階段並沒有完整解決朗道 - 西格爾零點猜想。同時,從張益唐的論文來看,其當前研究路線很可能無法最終解決朗道 - 西格爾零點猜想。”該數論學者認為,雖然這個結果證明不了朗道 - 西格爾零點猜想,但其“強度”已經足以在極大範圍上排除西格爾零點。這種範圍對於解析數論學者來說,足夠將其應用到數論問題中,並得到大量有意義的結論。

該數論學者進一步解釋道,以往的很多論文,要假設朗道 - 西格爾零點猜想成立(即假設西格爾零點不存在);張益唐的新論文雖然沒有排除掉西格爾零點存在的可能性,但其排除掉的範圍足夠涵蓋很多以往論文所需的範圍。這使得以前的很多結果從假設性結果變成了確定性結果。

此外,該數論學者表示,論文從 2007 年版的 54 頁擴到現在 2022 年版的 111 頁,審稿會是一個大工作。“像這種論文,即使是頂尖的專業人士,把論文全部細節推一遍也得幾個月,所以很難很快下定論。”

參考連結:

https://www。thepaper。cn/newsDetail_forward_20631242

https://mp。weixin。qq。com/s/bRhgtg1gVTYsi7HLu5NtuQ

https://mp。weixin。qq。com/s/AuRZOk_yx_dJC2pys9bUMg

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