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在这个系统和分支内,数学定义的“自然”都是正确的,所以说从某种程度上,经过数学推论的科学是永远真实而不会欺骗人的。
但是数学又是一个形而上学的学科,什么意思呢?就是说数学也是在不断发展与进步的,今天用数学推导出来的自洽系统,到了明天当然也是正确的,但这个系统或许可以被另一个更加先进的自洽系统所代替。
人们觉得新系统用得更加顺手,于是就渐渐开始使用明天那个系统,而慢慢淡忘了今天这个系统。
比如建立于空间曲率为零的平面欧几里得几何,建立于空间曲率为正的球面黎曼几何,还有建立在空间曲率为负的伪球面罗巴切夫斯基几何双曲几何,这些都是不同时期的发展成果,而且它们都为不同的物理理论了数学基础。
如欧几里得的平面几何为牛顿力学和绝大多数物理运动学了数学基础,黎曼几何则为爱因斯坦的相对论了数学基础,罗巴切夫斯基几何虽然没有具体应用,但它却为后来黎曼几何的出现了思想前提,可见一套成熟数学体系对物理的研究是何等的。
而且哪怕是在同一个自洽系统中,不同的数学工具对人们的计算也会带来不同程度的。比如微积分的出现,它让繁琐的求极限和求不规则物体的面积和体积变得极其简单。
所以,合理的数学工具,甚至建立另一个自洽的数学体系,完全有可能成为“化繁为简”的神奇手段。
周晨发现在现有的数学体系下,无论他怎样变换,所得到的模型都是繁杂到让人无法推进下去的,这在之前写《相对论同时传递性》时出现复杂的洛伦兹变换与逆变换,以及《论黑洞热力学定律》中推导黑洞的表面引力式时就已经表现出来了。
这时他不由产生了换一个思路的想法,是不是应该考虑摒弃原先的体系,建立一个新的体系试试看?
这项工作无疑是枯燥而艰巨的,周晨以前考虑过,但当时被他放弃了。
现在看来,这项工作还是要推进下去。
“看来我要转变思路了。”周晨想了想,笑着对杨曦说道,“与其在现有数学的基础上研究物理,我看还不如先将脚下的数学地基再翻整一遍,重新夯实一下。”
“你的意思是说,不研究物理了,改行研究数学?”杨曦那双漂亮的眼睛一眨一眨,充满惊奇地说道。
周晨摇头:“也不是,两条路看起来不同,最终其实都是殊途同归的。我是这么想,既然大一统理论遇到了挫折,不如先从数学这边做一下突破。”
“可是你说过要低调一段时间的。”
“我也想低调,可是低调不起来啊!”周晨撑了下手,一脸放松地看着天花板。
杨曦掩嘴便笑:“不过也算低调了四个月了呢!”
第一百零二章 素数问题()
“在1900年的巴黎第二届国际数学家大会上,著名数学家希尔伯特发表了名为《数学问题》的演说,在演说中他依据十九世纪数学研究的成果与发展趋势,提出了二十三个他认为是数学界最的问题。”
北师大数学科学学院的一间教室里,特邀前来作数学讲座的中国科技大学“华罗庚班”的指导老师王允教授正在给学生们进行演讲。
场下学生挤得满满当当,黑压压的座无虚席。
“这二十三个问题可以分为四大块,第一到第六问题是数学基础问题;第七到第十二问题是数论问题;第十三到第十八问题属于代数和几何问题;第十九到第二十三问题属于数学分析。”
“这些问题在被提出来之后的一百多年时间里,数学家们前赴后继,有很多已经被后来的数学界天才攻克了,比如根茨在1936年使用超限归纳法证明了第二题算术公理系统的无矛盾性;苏联数学家波格列洛夫在1973年解决了第四题,在对称距离情况下两点间以直线为距离最短线;日本的山迈英彦在1953年得到了第五题‘拓扑学成为李群的条件拓扑群’的完全肯定的结果。”
“但还是有一些题目只是得到了部分解决或者根本没有进展,这些都将是留给在座各位的终极问题……希望有朝一日你们中有人能够解决它们。”
在座的数学系学生听得很入神,他们眼睛一亮,但很快又熄灭了。
不是他们妄自菲薄,而是这些远远超出了他们的能力范围。
这些世界级的难题,稍稍有些自知之明的人就应该清楚这不是他们能解决的。
不过他们中还真有不自量力的人,只见坐在中间位置的胡裕辰用力捏了捏拳头,整个人昂扬出斗志,仿佛找到了一个证明自己的方法。
“我要向你发起挑战!”
于是在一个炎热的下午,周晨忽然看到跑到面前向他下战书的年青人。
“挑战什么?”周晨有些惊奇地看向他。这个准衙内偃旗息鼓了几个月,周晨还以为他已经放弃了呢,没想到这时居然跑到他面前来了。
“希尔伯特提出的二十三个最数学问题中的第八题‘素数问题’。”
胡裕辰看着周晨时表情有种莫名的紧张,对方可是获得了狄拉克奖章的人,在国内已经鲜少有其它的荣誉能将他击败,胡裕辰思前想后觉得唯一能击败他的办法就是同样找一个重量级的问题,虽然找数学问题向他发起挑战有些胜之不武,但如果自己获得数学方面的不亚于狄拉克奖章的大奖,那起码与他又站在了同一起跑线上。
“第八个问题……黎曼猜想、哥德巴赫猜想还是孪生素数猜想?”周晨微微一笑,感兴趣地问。
“都可以!”胡裕辰愣了一下,马上反应过来。他没想周晨竟然对第八题“素数问题”也有所了解,居然知道这个问题包含黎曼猜想、哥德巴赫猜想以及孪生素数猜想这三个素数猜想。
这让他不由谨慎了起来,莫非在数学这个专业上自己还会输不成?
不行!不能在气势上被他压倒!
“这次我们走着瞧,我一定会在你之前解决素数问题的。”胡裕辰帅气的脸庞有些扭曲,歇斯底里地朝周晨吼道。说完也不等周晨答复,转身急匆匆地走了。
“真是一个古怪的家伙……”看着他走远的背影,周晨嘀咕了一声。明明是可以靠脸吃饭的,偏偏要在数学上钻研,真是脑袋秀逗了。
不过胡裕辰的战书倒是令他很感兴趣,正打算建立新的数学体系而无处下手呢,周晨觉得或许这个“素数问题”可以作为引导他数学领域的开胃菜,没准还可以激活链式数据库中奥多文明关于数学的理解也说不定。
回到住处后,周晨将这件事跟杨曦说了一下,然后静下心开始努力钻研起来了。
首先是找资料,了解什么是素数问题、目前数学界的进展到哪种程度了,站在前辈的肩膀上看问题,总好过自己什么都不知道的瞎鼓弄,也可以少走许多弯路。
找完资料后便是参详前人的经验,然后在他们的基础上总结升华。
杨曦见周晨一副认真的样子,抿了抿嘴,安静地坐在了他旁边。
……
所谓的素数问题其实主要指的是孪生素数猜想、哥德巴赫猜想和黎曼猜想,这三个猜想都是世界级的难度。其中最简单最基础的可能就是孪生素数猜想了。
这三个猜想的核心都是素数,那么什么叫素数?素数又称质数,是指大于1的自然数中只能被1和自身整除的数,比如:2、3、5、7、11、13、17……
孪生素数猜想最早起源自1849年法国数学家阿尔方·德·波利尼亚克提出的一个一般猜想:对任意一个自然数k来说,都存在无穷多个p是素数,同时p+2k也是素数的情况。
而孪生素数猜想就是当k等于1时的情况,也就是说自然界中存在无穷多个素数p,使得p+2也是素数,这里的素数对p,p+2就是孪生素数。
最简单的其实是11与13,这就是一对,但孪生素数猜想要求证明存在无数个p,p+2这样的素数对。
由于孪生素数猜想的高知名度以及它与“哥德巴赫猜想”的联系,因此不断有数学爱好者想要试图证明它。有些人声称已经证明了孪生素数猜想,然而到目前为止还没有出现能够通过专业数学工审视的证明。
想要证明孪生素数猜想,确实是一个挺难的工作,素数定理说明了素数在趋于无穷大时变得稀少的趋势,而孪生素数,与素数一样,也有相同的趋�