張益唐講座速記:部分解決朗道-西格爾零點問題
張益唐11月8日《關(guān)于朗道-西格爾零點猜想》學(xué)術(shù)報告速記。來自北大的e^iπ+1=0提供主要稿源。
要點:
1、張益唐沒有完全解決朗道-西格爾零點猜想本身,而是解決了一個更弱的一個命題。但這個更弱的問題也是一個突破。原本的表述“本質(zhì)上”解決朗道-西格爾零點猜想就是在這個部分解決的意義下說的。
2、論文中給的指數(shù)2024都還可以改進,按張教授設(shè)想改進到幾百應(yīng)該沒問題,但是離1的目標這個辦法應(yīng)該不太可能。
3、如果這個方法成立,按張益唐推測,這也許是解析數(shù)論的突破。之前都是想辦法取構(gòu)造zn(后文會講是什么zn),而這個辦法是另外一種操作。
4、論文還沒有完全定稿,有很多細節(jié)需要補充。尤其是一些計算細節(jié)。

一、問題介紹
對于迪利克雷L函數(shù),

其中χ(n)是實本原狄里克雷特征函數(shù),χ是希臘字母,讀作kai。
那么,朗道-西格爾零點猜想可以表述為,

而張益唐教授這篇論文證明的是

這里,張教授補充。這其實是比黎曼猜想弱得多的猜想,但有媒體說論文有可能推翻黎曼猜想。對于這點,張教授回應(yīng)是——我沒那個本事,也不會有人信。
另外,證明過程還會用到一個很初等的恒等式:

問題拆解
對于一個有限長度的實數(shù)數(shù)列,

如何判斷它們都是大于等于零的,或者說如何知道這里面有沒有負數(shù)。這樣的問題和我們數(shù)論問題有什么關(guān)系呢?
例1:
考慮質(zhì)數(shù)的特征函數(shù):

然后對于正整數(shù)N,定義長度為N-2的序列xn如下:

這個序列中要有小于零的數(shù),只能是后兩項都等于1 。就是說,xn為負的充要條件是N=n+(N-n)是兩個質(zhì)數(shù)的和。
那么N取遍所有偶數(shù),如果能證明對所有偶數(shù)生成的這些序列中都有負數(shù)的話,那就證明了哥德巴赫猜想。
例2
設(shè)f(t)是[0,T]上的連續(xù)實函數(shù)。且有N個零點,t1,t2,...,tN 。這N個零點之間的間隔都大于c,即 t(n+1) > tn + c 。如果0<a<b<c, 且?

那么就能找到要么同正要么同負的兩個數(shù),但是這個辦法不總是好用。
那么,還可以找一個非負數(shù)列yn, 按如下操作判定是否有負數(shù):

而塞爾伯格給了一個改進,我們直接找zn是某個數(shù)列yn的平方形式,就是說他改進的流程變成這樣:

按張教授介紹,之前做弱孿生質(zhì)數(shù)的辦法就是這種。之前他們的估計始終有個ε跨不過去,我就用一種辦法把它跨過去了,但用的zn基本上是之前他們做的zn。而后來梅納德的辦法是找了新的zn,就大大改進了結(jié)果。
回到西格爾零點
問題的辦法還是要找個xn小于零,辦法還是試圖找到zn,然后讓和式小于零。但非常難找到,我找到很多能接近零的,但始終跨不過0這個點。
新思路
張教授的新思路是用不同路徑找到兩組序列an+bn 和 cn+dn ,滿足xn(an+bn)^2 和 xn(cn+dn)^2都和零非常接近。然后利用一通操作(比如柯西不等式)得到矛盾。
假設(shè)xn都是大于零的,那么利用之前的那個初等的等式得到:

這會導(dǎo)致矛盾。
自塞爾伯格以來,人們一直在考慮有沒有不是平方形式的yn來做這些問題。但是一直沒產(chǎn)生更好的辦法。感覺zn平方的辦法人們已經(jīng)做到極致了,應(yīng)該嘗試新的辦法。大家肯定想過,不過現(xiàn)在還是在zn平方里在做。如果這個辦法奏效,張教授認為應(yīng)該是一個突破,這個思路可以被用于解決數(shù)論中的其他問題。
后記
提問:你之前說的本質(zhì)上解決是什么意思?
張教授:(如前文所訴)在這個部分解決的意義下把這個問題的進展做了推進。
提問:2024還能改進嗎?
張教授:肯定可以,但自己沒去算過,感覺上改進到幾百應(yīng)該問題不大。
提問:這個成果有還有什么應(yīng)用?
張教授:在質(zhì)數(shù)等差級數(shù)分布上能有很多很好的結(jié)果。另外,了解到解析數(shù)論和代數(shù)數(shù)論中的問題也和這個有關(guān),但自己沒做這方面研究,不了解具體細節(jié)。
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