再破世界難題!傳奇華裔數學家張益唐證明「朗道西格爾零點猜想」

撰文:許祺安
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曾破解數學界世界難題「孿生質數猜想」的傳奇美籍華裔數學家張益唐再次挑戰世界難題。他的最新論文證明「朗道-西格爾零點」不存在,該猜想與已懸置160多年的著名數學難題「黎曼猜想」有關,再度引發廣泛關注。

11月4日張益堂上傳長達111頁論文《離散平均估計和朗道-西格爾零點》(Discrete mean estimates and the Landau-Siegel zero),他在論文指出,在特定範圍內,「朗道-西格爾零點」不存在,證實猜想正確或成立。

張益唐表示,「朗道-西格爾零點」不存在,代表不存在能夠推翻黎曼猜想的反例,至於黎曼猜想的正確性,仍有待人們去證明。張益唐透露,「我只是在一定範圍裡部分解決黎曼假設應該是對的。」它也提到提到,其結果還可以被改進。

2007年,張益唐就開始「朗道 - 西格爾零點」問題的研究。10月15日北京大學大紐約地區校友會舉辦的活動中,張益唐提到,他已做完「朗道 - 西格爾零點」猜想相關工作。

他當時就提到,「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。」

1859年,德國數學家黎曼(Bernhard Riemann)在論文中提及「黎曼猜想」,成為數學界歷史7大難題之一。

「朗道-西格爾零點」則為德國數學家朗道(Edmund Landau)和西格爾(Carl Ludwig Siegel)命名的對廣義「黎曼猜想」潛在反例的解析數論猜想,「零點猜想」若零點存在,那就證明「黎曼猜想」有誤,存在能推翻黎曼猜想的反例;假設能證明零點不存在,則代表沒有能夠推翻「黎曼猜想」的反例。

傳奇數學家兩次破解數學難題

據了解,傳奇數學家張益唐碩士畢業於北京大學數學系,博士畢業於美國普渡大學(Purdue University)。他58歲前一直籍籍無名,一度窮困潦倒。

張益唐58歲證出難題一舉成名。(新浪)

2013年張益唐在權威數學期刊「數學年刊(Annals of Mathematics)」上發表一篇〈質數間的有限差距〉(Bounded gaps between primes),證明不論多大的相鄰質數,兩者的差距一定小於7000萬,為世界百年難題「孿生素數猜想」做出重大突破,他也成為全球數學界知名人物。

張益堂後受邀在 2014 年首爾國際數學家大會上做特邀報告,他也於2014年當選為中央研究院第30屆數理科學組院士,獲得國際間許多數學類獎項。早在2007年張益唐就開始「朗道 - 西格爾零點」問題的研究。

什麼是「朗道西格爾零點猜想」?它跟「黎曼猜想」有何關係?

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(Edmund Landau)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(Carl Ludwig Siegel)曾發現了一類特殊的函數 L 函數理論中的西格爾零點現象。
據《中國科學報》介紹,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,若證明「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。無論證明或推翻都是數學史上里程碑式的事件。