困擾數學界80年的問題被天才青年“簡單”解決了

這兩天數學界出現了一爆炸性新聞,

困擾數學界80年的問題終於被攻下了,

同時摘下了「數論界最高獎」柯爾獎,

他就是來自牛津大學的青年數學家James Maynard。

困擾數學界80年的問題被天才青年“簡單”解決了

James Maynard

他解決的是什麼大難題呢?

「孿生素數猜想」和Duffin-Schaeffer猜想

困擾數學界80年的問題被天才青年“簡單”解決了

孿生素數被認為是數論史上的經典難題,也是諸多著名數學猜想之一。自提出以來,便一直困擾著數學家。孿生素數是指那些相差為2的素數對,比如3和5、5和7、11和13、17和19、599和601……除了第一對孿生素數(即3和5)之外,每個孿生素數對中的第一個素數總是比6的倍數小1,所以第二個孿生素數總是比6的倍數大1。孿生素數猜想說的是,在自然數集中,這樣的孿生素數對有無窮多個。

困擾數學界80年的問題被天才青年“簡單”解決了

在1900年的國際數學家大會上,數學家希爾伯特提出了23個有待解決的重要數學難題和猜想,他把黎曼猜想、孿生素數猜想與哥德巴赫猜想等一起列入了這23個數學問題中的第八問題。

160年裡,數學家在這一方面幾乎沒能取得任何進展。但在過去十年間,數學家取得了突飛猛進的進展。比如既然證明有無窮多個差值為2的素數如此困難,那麼是否可以證明差值為7000萬的素數有無窮多個?2013年,華人數學家張益唐完美地證明了這一點。

困擾數學界80年的問題被天才青年“簡單”解決了

張益唐

這個在數學界不小的進展,聽上去是不是很厲害?然而,時隔數年後,數學家James Maynard在這方面取得了重大的進展,還優化了張益唐的證明結果。

猜想聽起來很簡單:證明存在無窮多對間隔為「有限」的質數。

只不過,張益唐證明的間隔為7000萬,而這位數學家,James Maynard,直接將這個間隔縮小到了600,他的方法帶來了里程碑上的突破。

作為一名數論學家,他最新的「戰績」,是搞定了Duffin-Schaeffer猜想。

困擾數學界80年的問題被天才青年“簡單”解決了

Duffin-Shaeffer猜想是度量丟番圖逼近中的一個重要猜想,丟番圖逼近,是數論的一個分支,研究的是用有理數逼近實數。

我們知道,大部分的實數都是π、√2這樣的無理數,它們是無法用分數來表示的。

Duffin和Schaeffer提出的猜想是這樣的:

困擾數學界80年的問題被天才青年“簡單”解決了

假設 f:N→R≥0是具有正值的實值函式,只有當級數是發散的(q>0,φ(q)為尤拉函式,表示比q小且與q互質的正整數的個數),對於無理數 α 而言,就存在無窮多個有理數,滿足不等式 | α-(p/q) |< f(q)/q。

也就是說,在尋找近似值的時候,先不考慮分子,而是從自然數中選出無窮多個數字作為分母。

然後,基於分母序列和指定的近似精度範圍,來選擇分子。

結果就是,如果無窮級數發散,就意味著已經近似了所有無理數;否則,就沒有實現對任何無理數的近似。

這一猜想在有理近似中,普遍被數學家們認為是正確的標準,但如何證明它,卻成為了困擾數學家們將近80年的問題。

為什麼他可以簡單解決這些難題?

困擾數學界80年的問題被天才青年“簡單”解決了

我覺得與他一不做二不休的人生信條有關係。

當初在證明「孿生素數猜想」時,James Maynard就曾得到過導師的警告:「我確信你無法解決這個問題,所以你沒必要全力以赴。」

而“叛逆”的他只是聳聳肩,然後全身心地投入到數學研究中,最終完美地證明了這個問題,而這次的Duffin-Schaeffer猜想證明亦是如此。

這才是當代青年需要追逐的偶像

在當今日益浮躁的社會,很多青年人會迷失方向,出現很多青年“瘋狂追星”、學術不端等現象,越來越少的人能夠真正靜下心來做學問。

作為國家的未來,社會的中堅力量,對社會潮流、時代發展和國家未來起著至關重要的作用,我們應當以為國家、世界作出巨大貢獻的人為偶像,去追逐科學、科技前進的腳步,成為國家需要的人才,為自己的國家乃至世界貢獻一份自己的力量。

困擾數學界80年的問題被一青年人“簡單”解決了,對此你有什麼看法。歡迎在下面評論區留下你的看法。

想了解更多精彩內容,快來關注

yangying侃熱點大事