张益唐新成果首次公开直播，开场写下 ac-bd=(a+b) c-(c+d) b，这回好像能看懂？
量子位2022-11-08 18:41
张益唐在北大学术报告，各平台超 10 万人在线观看，一起见证历史！
张益唐攻克朗道-西格尔零点猜想的消息，不断牵动人心。
此事也因为论文在 arXiv 上公布，以及他本人首次公开直播介绍成果，而再次被推向高潮。
一位学数学的朋友表示，“今天睁眼第一件事，就是看张益唐的直播”。
在这次报告中，张益唐再次提到了“大海捞针”。
有人说他证明孪生素数猜想就像大海捞针，他自己则觉得朗道-西格尔零点猜想的证明更像大海捞针。
这次的学术报告，让张益唐有机会深入介绍了他这个“被闪电击中两次的人”究竟是怎么“大海捞针”的。
据浙大数学教授蔡天新透露，张益唐的研究生导师、中科院院士潘承彪听了报告后评论到：
听了益唐讲的想法很清楚，这是一个重要的筛法新思想，有很大发展潜力，可实现起来很难。
从大海捞针到另辟蹊径
朗道-西格尔零点猜想，是广义黎曼猜想的一个特殊形式。
简单来说这个问题可以这样理解：数学家们想要证明，狄利克雷的 L 函数并不存在一个非常接近 1 的零点（即朗道-西格尔零点）。
在朗道-西格尔零点猜想中，L 函数的实零点与 1 的距离应为：
面对这个问题，一开始，张益唐的想法是这样的。
首先，构造一个实数序列 {xn}，如果存在朗道-西格尔零点，就推出 xn≥0。
那么只要证明有 xn＜0，朗道-西格尔零点就是不存在的。
而根据塞尔伯格筛法，这个问题就变成了，要找到一组实数序列 {ξn}，使得：
张益唐形容，找这个 ξn，就是一个大海捞针的过程。但直到他把海底的情况都摸清楚了，也没找出这根针来。
不过到这时候张益唐发现，即使没有这根“针”，他也能解决这个问题。
这个新想法，被他归结为一个非常基础的式子：ac-bd=(a+b)c-(c+d)b。
展开来说，就是张益唐引入了两组序列 {an+bn} 和 {cn+dn}。
他证明，xn 与 (an+bn)^2 的乘积之和非常接近 0。第二组序列同理。
这时候，假定 xn≥0，基于 ac-bd=(a+b) c-(c+d) b，就可以推出以下结果：
接着根据柯西不等式，估计左右两边式子的上界，就会发现，这个不等式的左边比右边大，是不成立的。
这样，张益唐就得到了 3 个命题，最后通过证明 3 个命题，得到实零点与 1 之间的距离应小于：
这部分更具体的细节，在论文的第二节。
改进沿用 70 年的数论方法
省去很多繁琐细节，张益唐只用了 40 分钟左右就尽量以易懂的语言介绍了自己艰深的研究。
接下来的观众提问环节，很多人关心这个成果究竟能用在什么地方？
在此前活动中张益唐曾表示，它比孪生素数猜想的意义更大。
朗道-西格尔零点猜想有点像黎曼猜想那样，它一解决，一百个猜想都变成定理了。
这次的学术报告让他可以把话题更深入到对数论的影响。
张益唐认为对于很多数论问题而言，朗道-西格尔零点是一个瓶颈。跨越过这个瓶颈，就会有很多应用出来。
比如“素数在等差级数中的分布”是一个长期悬而未决的问题。
如果朗道西格尔零点存在，就代表某些等差级数里素数会特多，某些里会很少。
但是我这个结果出来以后，至少把这个解决了。
张益唐还具体讲了数论的两个分支，解析数论与代数数论。
牵扯到解析数论，那什么地方都得用到这个。
代数数论中二次域的类数问题，会给出一个非常强的结果。
除了研究结论之外，张益唐这次用到的方法同样意义重大。
1950 年前后，阿特勒・塞尔伯格（Atle Selberg）提出塞尔伯格筛法，成为数论研究中的重要工具并沿用至今。
在很长一段时间里，该方法都是“初步估计在一个小区间里素数分布之上界”的唯一方法，曾使哥德巴赫猜想前进一大步，张益唐解决孪生素数猜想的思路也受其启发。
这一次张益唐通过不断地“大海捞针”，虽然没有捞到塞尔伯格筛法中的那根“针”，但终于是设计出了新的方法。
新方法不依赖于“求二次型极值”，除了用于朗道-西格尔零点猜想外，还有望用于其他数论问题。
张益唐本人表示，他正在思考能不能用新方法改进之前的孪生素数猜想结果。
这是可以考虑的，我也会往这方面去想。
张益唐在他的孪生素数猜想论文中证明了“存在无穷多间距小于七千万的相邻素数对”。
七千万这个数字，后来在全世界数学家合作的 Polymath Project 8 项目努力下已经缩小到了 246。
使用新方法，这个间距有望继续朝着最终目标 2 前进。
同时，这也意味着朗道-西格尔零点猜想的结果是可以改进的。
张益唐为致敬他做出成果的这一年，把相应的数字选为 2022，这一次的最终目标则是 1。
还有人开玩笑说，如果他能在 2021 年完成证明，那结果就能比现在更精确一点。
在这次报告上，张益唐表示靠现在这个方法应该是能做到几百。
…… 只是我还没有去做。但是要到 1 目前这个方法还是不够的。
目前这篇新论文还未经过同行评议，有待学术界验证其结论。
而一旦论文被承认是正确的，可以预见的是接下来数学界也会在他的工作基础上不断向 1 进发。
最后，在热议中还有一些人关注到了张益唐的年龄。
一旦论文被验证，67 岁的张益唐就打破了著名数学家哈代“数学是年轻人的游戏”这个论断。
在之前接受采访时，张益唐就多次表示自己不赞同这个说法”。
我对他那个东西不是很注意，我觉得好像跟我没直接关系似的，我没有受那些东西的影响。
如今他证明了新的猜想，也用实际行动证明了自己的话。
张益唐零点猜想论文：
https://arxiv.org/abs/2211.02515
参考链接：
[1]https://news.ycombinator.com/item?id=33512338
[2]https://weibo.com/1277439255/Me402b5zI
[3]https://mp.weixin.qq.com/s/MIztT_oTB8taIHRoobAoDA
本文来自微信公众号：量子位 （ID：QbitAI），作者：鱼羊 梦晨
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