273.第273章 解析延拓的另一种实现

第273章 解析延拓的另一种实现

时间悄然而逝。

转瞬间,就来到了十月底。

天气已经逐渐转凉,一场秋雨一场寒,随着一场场秋雨的飘落,也让整个世界增添了一种寒意。

身上套上了外套,萧易行走在蜀山湖的岸边,这是他这段时间以来最常做的事情了。

不过,这次就只有他一个人,洛明雅现在已经将自己的时间都投入到了研究当中。

而一旦开始研究,洛明雅那就基本上是把自己所有的精力都投入了进去,就像是当年还在学校时候的那样,因此,也都已经有一段时间他们没有进行过太多交流了。

不知怎的,竟然让他稍微感到有些可惜?

“此种情绪又是从何而来?”

他在心中摇摇头,随后也不再去想这些乱七八糟的事情。

继续沿着湖边小路走着,偶尔见到研究所中的其他人,也都会相互打个招呼。

不过,之所以现在的他经常跑到湖边来,主要也是因为这段时间以来,他一直都在思考,自己接下来的目标应该选择什么。

理论,又或者是应用技术?

这是一个十分值得纠结的问题。

前者能够让自己心里满足,后者则有机会造福全人类。

不过嘛,研究前者,不管成没成功,都能够让自己心里获得满足,毕竟重要的是研究的过程,至于结果什么的,影响其实也并不是那么大。

至于后者,那些普通的问题他都没有兴趣,但是有兴趣的问题却又一个比一个复杂,因此只能说是有机会解决,但却不是一定能够解决。

“这么看来,我是不是多少还有点好高骛远了?”

萧易不由在心中如此思索了一下。

唔,但是话说回来,他计划研究的理论问题是黎曼猜想,所以,真要说哪个问题更加好高骛远的话,似乎还真不能就那么轻松地下定论了。

如果换成别人来看的话,那大概就是每个问题多少都有些好高骛远了。

“嗯……”

“算了,纠结这么多也不是个事情。”

抬起手,看了看手表。

“今天下午还有一节数论课,现在可以准备去学校了。”

或许去上上课什么的,也能够给他带来一些新的思考呢?

随后转过身,朝着回去的方向走去,同时给王立打了个电话,让他准备来接自己去学校。

……

下午,科大数学学院,属于大一华罗庚班的教室中。

爆满的教室,各个年级的学生们都正在等待着他们老师的到来。

尽管已经过去了这么些年,学校的学生们基本上都已经对他们这位明星老师十分的熟悉,不过,这些学生们依然对于萧易的课堂表示着极大的热情。

即使是即将迎来毕业的学生,也都依然不愿意缺席,说不定,其中就有学生,从来没有欠缺过萧易的任何一节课。

尽管萧易已经表示过,那些上一年听过他课的人,今年就不要来了,把位置留给其他更多有需求的人,但是也依然阻挡不了这些学生们的热情。

所幸的是,在当初经过了学校的协调,现在来听他课的学生,基本上就都是数学学院的了,避免了其他学院的学生跑过来把数学学院的位置都给坐没了。

就这样,时间一直来到了15点45分。

萧易的身影就出现在了教室的门口。

教室中的学生们,有的在之前的课上就已经见过萧易,而还有的则是难得抢到一次座位,算是第一次见到萧易。

但不管是哪种的,此时都表现得很是激动。

毕竟是他们每个人心目中的偶像,甚至是最敬仰的人,每次见到都会感到激动也算是比较正常的。

而萧易对此倒是基本都见怪不怪了。

这些年轻人啊,完全纠正不过来。

嗯。

今年的他也已经有24岁了,这些本科都没有毕业的学生对他来说,也确实都算得上是年轻人了。

压了压手,示意在场的这些学生们都稍微安静一下,现在距离15点55的上课时间还有10分钟,天知道这些学生们是否会一直吵下去。

“还有10分钟上课,如果对上节课的内容,或者是回去自习的过程中有什么问题的,现在也都可以来找我交流一下。”

照常地说了一句,随后他便坐在了讲台的椅子上,等待起来。

而没过一会儿,下面就有一群学生手中拿着草稿纸什么的向他走了过来。

这个环节,也算是如今他的课的必要环节。

这也是有些学生即使已经上过他的数论课了,却依然经常来听他课的原因,就是为了他的这个答疑环节,尤其是他解答问题并不局限于数论方面的问题,而是和数学有关的问题都可以给予回答。

以至于有些研究生连研究生的课都不上,却单单跑过来听他的课,就是为了拿一些论文中遇到的问题来找他。

这些研究生中,就连博士生都有。

这也使得有些老师曾经和萧易开玩笑说,他们能不能也来装作学生听他的课,然后在这个环节询问他问题。

就这样,差不多有二十多名学生都跑到了讲台前,排着队,等着问萧易问题。

当然,他们问的问题,难度都不是特别高,因此基本上萧易都是一看就能够给出相应的回答。

不到半分钟就是一个问题,就这样,没过一会儿,二十多个人的问题就全部回答完了。

刚好,上课的铃声也响了起来,本节课,正式开始。

“好了,各位同学,我们开始上课。”

“上节课的最后,我们讲述了一些素数相关的东西。”

“相信各位也都知道,素数,也是数论中最为重要的一个概念,它涉及到了很多的问题。”

“而其中有一个最为关键的问题,就是素数的分布。”

“那么,这节课我们主要讲的,便是素数分布。”

萧易转过身,在黑板上写下了素数分布四个字。

“那么,这个时候咱们就要回归到一个非常根源的问题上来,我们为什么要研究素数分布?”

“咳咳,当然,如果你现在心中还在纠结这个问题的研究在应用方面有什么作用的话,那么我还是要提醒你一下,就不要去思考这种注定没有答案的问题了。”

在场的学生们都是一笑,这句话也算是萧教授经常给他们说的,主要目的就是提醒他们,研究纯数学,并不是为了让结果在实际应用上面显得有些什么意义。

大概也是因为以前经常有学生询问他,数论的研究对于实际应用到底有什么作用。

如果换成像佩雷尔曼,或者是法尔廷斯等一些脾气比较暴躁点的数学家来的话,大概都会毫不留情地直接将这样的学生给轰出去。

萧易则是会表示,在他过去对于数学的各种实际应用中,从来没有用到过这种纯粹的数学。

之后,他就会在课堂中说上这样一句话。

转过身,他开始向在场的学生们科普,素数分布的研究历史,以及各种相关理论的由来。

这也算是对之前他们学习的一些内容进行回顾。

之前他们已经学习过了素数中其他方面的知识,比如素数的无限性,还有埃氏筛法等等的内容。

现在的素数分布,就是对前面这些内容的一次整体应用。

“……那么,这个时候我们就要谈起的是,素数定理。”

“我想,华罗庚班的同学,应该是有不少人都知道素数定理是什么,你们在参加数学竞赛的时候就有可能会学到这个东西。”

“素数定理描述了质数在正整数之间的渐近分布,它是数学界在研究素数分布的过程中,一个里程碑式的成果,它在1896年由法国数学家雅克·阿达马和比利时数学家德·拉·瓦莱布桑先后独立给出证明,因此在数学界中,普遍认为是由这两位数学家共同证明的素数定理。”

“利用素数定理,我们可以十分近似地去给出素数的大致分布,并且从中得到很多的信息,比如我曾经所证明的Elliott-Halberstam猜想,其中就大量地运用到了素数定理里面的内容。”

萧易说道:“在这里,我们稍微进行一下拓展,你们是否知道,当初雅克·阿达马和德·拉·瓦莱布桑,在证明素数定理的时候,主要用到了什么知识吗?”

很快,下面就有学生举手。

萧易记得这名学生就是他所带的大一华罗庚班的学生。

“这位同学,你来说一说吧。”

那名同学很快就站了起来,十分自信地说道:“我记得他们主要用到的知识就是黎曼给出的黎曼ζ函数,其中的关键步骤就是证明如果复数s可以写成1+it的形式,且t大于0,则ζ(s)≠0。”

萧易满意地点点头:“不错,看得出来你确实对这方面是有一番比较深刻的了解的。”

然后他就问了一下这名学生的名字,并且表示会给他加一些平时分。

这名学生顿时高兴地坐了下去。

“好的,如此,我要给大家拓展的,就是黎曼ζ函数。”

“黎曼ζ函数涉及到的是复分析的方法,至于复分析,你们之后也可以学到,并且这也会是一个比较重要的领域,那么趁着这个机会,我就先提前给你们讲一讲,复分析中的解析延拓,这也是黎曼ζ函数最重要的一个知识点。”

“所谓解析延拓,就是我们人为地对解析函数定义域进行改变,将原来较小的定义域扩展到一个比较大的定义域范围内,然后再让我们对这个问题进行问题,从而获得更多有用的信息。”

“……”

萧易有时候也很是感到欣慰,自己带的班级是华罗庚班,因此即使他讲的东西偏难,这些学生们也都能够接受,并且大概率回去之后还会进行自主学习。

就这样,讲解着解析延拓的方法,眼前的这些学生们,绝大多数也都很快地就理解了这个方法。

萧易还简单展示了一下,如何利用解析延拓来证明1+2+3+4+……是怎么等于-1/12的。

不过,看着仍然有一些没能理解的学生,萧易略微思索了一下,随后就说道:“那么接下来,我就再给各位展示一个更容易理解的方法。”

“所谓解析延拓,就是让我们忽略定义域的界限。”

“可能有些同学一时间有些转不过弯,觉得为什么就偏偏要忽略掉定义域,认为我们不能讨论定义域之外的函数,觉得这是无意义的。”

“不过,这种问题,随着你们对于数学的理解逐渐加深,也就可以明白,你们现在只需要知道,包括黎曼猜想,就是基于这种方法而来的。”

“但是,为了让你们能够理解,我就用椭圆曲线的方式,从另外一个角度给你们解释。”

萧易转过身,开始在黑板上写了起来。

“我们首先给出一个椭圆方程,就简单将其表示为y^2=x^3+ax+b,其中a和b为实数。”

椭圆曲线是高中数学就学过的东西,在场这些才刚入学不到两个月的大一新生们,对于椭圆曲线自然还是记得的。

在萧易的解释之下,他们很容易地就能够凭借当初对于椭圆曲线的概念,逐渐开始了解这个解析延拓的过程。

不同的是,萧易的这个解释方法,是一种全新的对于解析延拓的解释,从椭圆曲线出发,其中融入了模形式以及L函数的部分知识,尽管在场的这些学生们大多也都不知道模形式和L函数都是什么东西,但是因为萧易的讲解中,仅仅只包含了部分的知识,所以他们理解起来却也没有多大难度。

至于其他的本科生,则是稍微觉得有些不明觉厉。

然而,对于教室中的几名研究生来说,他们就有些震惊了。

解析延拓,还能够从这种角度进行理解?

他们虽然看不太出来,但是多少也能够知道,在萧易的这个方法中,综合运用到了很多的东西进去,他们稍微能够看出来的,也就只有模形式了。

一时间他们都不由感慨起来。

“萧教授为了上好课,可真是用心良苦啊,居然还能够提前想出这样的方法来解释解析延拓。”

然而,他们并不知道,实际上,这个方法也仅仅只是萧易临时想起来的。

不过,他能够想到这个方法,也并不完全是偶然。

因为,这里面包含了他最近这段时间以来对于黎曼猜想的一些思考在里面。

而黎曼猜想,就是素数分布的终极问题!

直到最后。

“……到这里,我们成功地将这个椭圆的定义域进行了转换。”

“现在,我们开始扩大定义域。”

“到这里,我们也就从另外一种意义上实现了解析延拓。”

“现在,还有不明白的吗?”

萧易回过头,这时候,之前还略微有些懵逼的学生,基本上就理解了。

至于还没有弄明白的,他就爱莫能助了。

虽然有很多数学家都表示过,数学并不仅仅只是天才的游戏,但是,他有时候也会在后面加上一句话,但也绝不会是所有人的游戏。

留给在场这些学生们一定理解的时间,随后他回过头,重新看向自己临时给出的这个方法,忽得就陷入了思索。

刚才思维流畅地搞出来时,尚还没有发现。

但是现在重新看了一遍后,他忽然就发现,这个将解析延拓的过程剖析出来的新方法,似乎有点不一样的地方在里面?

如果,他在这个方法里面再加入一些代数几何方法进去……

兴许,他能够将任何解析函数的解析延拓过程,直接转化成一个椭圆曲线方面的代数几何问题?

或者直接说他的主要目的,那就是直接将黎曼猜想的形式,转化成这样的一个问题?

不经意间,他的脑海中开始刮起了一阵猛烈的头脑风暴。

只可惜,教室中的学生们,绝对不会想到他们的萧教授,此时脑海中思考的是,如何解决黎曼猜想。

……

(本章完)

274.第274章 通往证明黎曼猜想的道路

第274章 通往证明黎曼猜想的道路

思考的时间并不是很多,毕竟还要上课的,所以萧易很快就停止了自己的思索,转头看向了在场的学生们,说道:“好了,各位同学们,接下来咱们继续讲述,该如何运用这个解析延拓的方法,从而得到对素数分布的进一步结果。”

“这里,我们就要说明一下,黎曼ζ函数,是个什么东西。”

而后,萧易便开始在黑板上面写了起来。

从黎曼ζ函数,和素数定理相互结合,最终将黎曼猜想的形式展现了出来,然后再说明,黎曼次猜想和素数的分布到底有多大的关系。

“有的同学可能会以为,只要证明了黎曼猜想,我们就能够找到素数的通项公式,这是不对的。”

“素数的分布虽然呈现出了一定的规律性,比如乌拉姆螺旋,但实际上它们又在这种规律性之中表现出了一定的随机性,因此想要找到素数的通项公式,是一件完全不可能的事情,至少在当前是不可能的。”

“证明黎曼猜想对我们的作用来说,最主要是在于能够帮我们在素数定理的基础下,实现对素数分布的更好估计。”

“如果黎曼猜想成立,我们可以给出π(x)与x/ln(x)之差的更精确的上界估计。”

“这样就能够更方便地让我们找到在无穷的自然数当中,哪些区域非常有可能存在这样一个素数。”

“至于能否用黎曼猜想来破解RSA加密的密码,那也是一种无稽之谈,因为黎曼猜想本身我们就可以假设它成立,直接去使用,这样的情况在相关领域也算是比较常见的事情了,就像是数学家们已经找到了上千条的命题,是以黎曼猜想的成立为前提才发现的。”

“所以如果黎曼猜想能够帮助我们去破解RSA加密的话,那么它早就被用上了。”

这个时候有学生举起手,疑惑地问道:“老师,那既然我们可以假设黎曼猜想成立,为什么就不能直接干脆地默认它是成立的呢?这样的话,那一千多条命题,不就都能够直接运用于数学研究当中了吗?”

听到这个问题,萧易笑了笑,说道:“相信有很多人都会有你这样的问题,不过,这就又涉及到了我们研究数学的根本目的上来了。”

“虽然说起来并不是一件很值得宣扬的事情,但终究,数学对于数学家们,确实就像是一个专门为了取悦自己的游戏,并不是为了造福全人类的目的。”

“结果虽然重要,但过程也更加重要,就像是你们打游戏,看小说,从来都不是为了迎来游戏结局的那一刻,而是为了过程中的享受。”

“所以,咱们的数学讲究绝对的正确,而不会是假设的正确,假设的正确就仿佛体现出一种我们拿这个问题无可奈何的感觉,好像这道题我们永远都没有机会解决掉它了。”

“这显然就有些小看咱们人才辈出的数学界了,咱们要始终相信,不管是再难的问题,都终将会被我们所解决。”

听着萧易的话,也让在场的这些数学专业的学生们感到了一阵心潮澎湃。

虽然未来的时候他们会不会一直将数学研究下去,仍然是一件未知数,但是今天萧易所讲述的这样一番话,却已然给他们带来了深刻的印象,或许未来很多年的时间里,他们即使转了专业,大概率也会将今天的这番话给一直记住。

说不定还能够让数学一直成为他们心中的白月光也说不定。

不过,这个时候就有学生笑着问:“老师,你嘛时候证明黎曼猜想哇?”

在场的学生顿时都是眼前一亮,纷纷用期待的表情看向萧易。

萧易翻了个白眼,没好气地说道:“明天就证明。”

结果明显是开玩笑的语气,这帮家伙还一脸相信了的表情,纷纷激动地问道:“真的假的啊?”

萧易顿时无语,说道:“好了,你们别在这里瞎猜了,黎曼猜想哪有那么容易就能够证明的,研究这个问题的数学家一大堆,可以说是所有数学猜想中被研究次数最多的,然而一直到现在都没有人能够解决出来,这就是为什么它被认为是在七大千禧年难题中都属于最难的。”

“想要证明它,还是省省好吧,我反正暂时是没有打算去研究的。”

听到萧易这么说,在场的学生们就露出了可惜的表情。

连他们尊敬的萧教授都没打算研究这个问题,看得出来这个问题是真的很难了。

至于他们嘛,暂时也只是知道这个问题很难,但是有多难,他们是没有概念的。

……

下课铃声不知道什么时候响了起来。

当然,只是第一节课,接下来还有第二节课,所以萧易就坐在上面,等待着这些学生上台来询问他问题。

而一边回答问题,他也一边继续在脑海中思考着自己刚才思考出来的解析延拓的另外一种实现办法。

利用椭圆曲线,从而完成定义域上面的延拓,在这个过程中,能够揭示出更多的信息出来,而并不像是直接进行解析延拓那样,将过程中可能的一些信息给忽略掉。

解析延拓更多地是考虑直接在新的定义域上发现更多相关函数的性质,而他的这个新方法则更多地是在这个变化的过程中,寻找出一些普通方法所不能发现的信息出来。

当然,最重要的是能够和代数几何里面的内容进行接轨。

萧易开始在自己的脑海中对这个过程进行演算。

首先……

可以先尝试一下将黎曼曲线与之相结合。

黎曼曲线和椭圆曲线之间的关系是相当密切的,特别是这两个概念都属于代数几何中的重要研究对象。

心中这样一想,萧易就开始了推导过程,尽管这个推导的过程都是发生在他的脑海中,但是却丝毫不会影响到效率,同时,也完全没有影响到他回答眼前这些学生们的问题。

一心二用这种事情对于如今的他来说,格外的简单。

不过,很快他就发现,利用黎曼曲线来研究,倒并不是一个好主意。

但是思维十分灵活的他,很快就联想到了另外一个东西。

模形式。

模形式和椭圆曲线之间的关系是相当密切的,这就得益于一个猜想,当然这个猜想现在已经是定理了,叫做谷山志村定理。

它是由安德鲁·怀尔斯所证明,并且使得安德鲁·怀尔斯成功证明了费马大定理。

至于谷山志村定理,指的是:所有Q上的椭圆曲线是模的。

意思就是说,每个椭圆方程都可以用模形式表达出来,也就是说,两者之间是可以画上等号的。

也就是说,现在他又可以将利用椭圆曲线展示解析延拓的过程中,和模形式相互结合起来,而在这之后,方法就顿时多了起来。

毕竟,模形式能够被称为加减乘除之外的第五种计算方法,重要的一点就是在于它的使用范围十分之广,能够和很多概念之间产生联系。

在过去,萧易利用到模形式的地方丝毫不少。

萧易的眼前的顿时就是一亮,几乎是片刻的时间内,他的脑海中就已经浮现出了一大堆的想法,等待着他的尝试。

不过,就在这个时候,上课的铃声又一次响起,将他从思索之中吵醒。

嗯,上课了,那就先好好上课吧,至于这个要思考的事情,那就留到之后再去思考吧。

至少,他现在已经有了一定的思路了,这才是最好的。

说不定,这就是迈向证明黎曼猜想的最重要一步呢?

嗯……

你还说你没有研究黎曼猜想!

想起刚才自己还否认了自己正在研究黎曼猜想的事情,萧易的嘴角微微一笑。

随后起身,说道:“上课!”

新的一节课开始,萧易也继续讲述素数分布方面的东西,上节课主要和他们说了说素数分布方面的一些历史还有理论,顺便还拓展了一下黎曼猜想方面的东西,实际的东西讲得倒是并不多。

当然,给他们科普一下黎曼猜想这样的问题,也并非就是完全没意义了,不然的话,小学课本上面又何必将哥德巴赫猜想和冰雹猜想这些问题给弄进去呢?

主要还是为了刺激一下学生们对于数学的兴趣。

说不定就能够让这些学生们激发出“那么多数学家都没有解决出这个问题,那要是我解决掉了,那该多牛啊”之类的心态,然后就开始努力学习数学。

虽然他们之中的人基本上都不可能做到这样的事情,但是能够让他们好好学习一段时间,那都是稳赚不赔的。

……

时间很快过去。

第二节课,萧易就主要给学生们讲述了素数分布中的一些方法,以及如何利用这些方法去解决相关的问题。

他的讲课方式也依然十分的吸引学生们的注意,结合各种方法,能够让眼前的这些学生们在思考的时候产生更大的兴趣。

每次出一些例题,他也会用一些看上去十分炫技的方法来解开这些问题,也让这些学生们都感到相当的惊叹,同时也会努力地去学习这样的炫技方法,别看这方法虽然炫技,但是里面所隐藏的知识,却是十分的能够给人带来启发,如果能够搞明白其中的思路,那就更是受益无穷。

毕竟,那是独属于萧易的思路,如果能够学到一点,对于这些学生们来说,都是一种成长。

就这样,一节课结束了。

“好了,这节课就到这里了,另外,下个周就是期中考试,开学的时候我记得就和你们说过,这关系到你们百分之五十的平时成绩,所以好好复习吧。”

听到萧易的话,在场的学生们顿时就哀嚎出声。

华罗庚班的学生们自然是因为要考试了,而且是萧易出题,他们虽然刚刚进校,却也是早有耳闻,萧易出的题那叫一个难。

至于那些跑过来蹭课的人哀嚎就是因为,这代表他们下个周就上不了萧易的课了。

不过,看着眼前这些学生的样子,萧易只是笑了笑,随后就离开了教室,反正他来上课的时候都是从来不带教材之类的。

径直回到了办公室,顺便还瞅了一眼就在隔壁的实验室,就只有梁秋实一个人在,当然,最主要还是因为他现在手下就只有梁秋实一个博士生。

不过,今年的保研工作也都已经结束了,估计到时候也还要进行一次保研生和导师之间的交流活动,到时候他大概是要继续招收几名新研究生的。

大概以后每年的这个时间他也都要招收新研究生了,除非再有像是造日计划这样的重大项目。

最后坐在了办公桌前,熟练地将草稿纸拿了出来,随后,他便将刚才在课堂上临时想出来的方法进行了总结。

同时,现在因为不在课堂上,所以他也有了更多的时间去思考这个方法的整体过程,将其继续更进一步地完善。

很快,他就将其完善了起来。

“现在应该就可以了。”

至于这个新方法的命名该叫什么呢?

萧易略微思考了一会儿,最后就决定简单地将其命名为椭圆反曲解析。

因为将其定义域延长了之后,重新将这个椭圆给画出来,那就不能再称之为一个椭圆了,而是类似椭圆和反曲线的结合。

主要就是因为它的定义域超出了椭圆本身的长轴。

“那么,现在就可以将模形式和这种新的椭圆式子进行结合……”

萧易继续进行推导。

而果然,就像是他之前所预料的那样,将这两者一经结合,顿时就展露出了一片更加广袤的数学视野——至少萧易的数学视野中是这样的。

这意味着,他将能够用更多的方法对这个信息进行处理。

而仅仅是思考了片刻,萧易就立马想到了一个东西,而这个东西,也是他前段时间才刚刚用过的。

那就是几何朗兰兹纲领!

借用已经被证明的几何朗兰兹猜想,或许,他就能够将这几个方法结合起来,搞出一个更加厉害的工具出来?

萧易的心中,顿时久违地掀起了一阵波澜。

因为,他的直觉告诉他,这将有机会带着他通向真正证明黎曼猜想的道路!

……

(本章完)

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