日剧盘点|陶哲轩「他的证实比我强」,这个天才青年解决了最简朴的数学困难


鱼羊 萧箫 发自 凹非寺量子位 报道 | 公家号 QbitAI
传奇数学家张益唐之后 , 又有一位跟「孪生素数猜想」有关的数学家 , 摘下了「数论界最高奖」柯尔奖 。
26岁时 , 他不仅将猜想中素数距离的上限由7000万降到了600 , 大幅优化了张益唐的结果 , 还被陶哲轩亲口称赞:
说实话 , 他的描述方式实际上比我的更干净……事实证明他的说法还略强 。
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而就在拿下柯尔奖前不久 , 这位来自牛津大学的青年数学家James Maynard , 又和另一位数学家合作 , 攻下了一个困扰数学家们将近80年的困难——
Duffin-Schaeffer猜想 。
这一用有理数迫临无理数的题目 , 对于丢番图迫临领域的数学家来说 , 几乎可以说是最基础、最枢纽的题目之一 。
改进张益唐最佳结果
张益唐一举成名 , 是因为「孪生素数猜想」 。
猜想听起来很简朴:证实存在无限多对距离为「有限」的质数 。
只不过 , 张益唐证实的距离为7000万 , 而这位数学家 , James Maynard , 直接将这个距离缩小到了600 。
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基于James Maynard的方法 , 有团队再次将距离缩小到了246 , 并推测距离还能更小 , 可以说 , 他的方法带来了里程碑上的突破 。
差不多是在同时 , 大洋彼岸的陶哲轩也在统一题目上 , 得出了基本相同的结果 。
据QuantaMagazine报道 , 当时 , James Maynard仍是名博士后 , 并没有多大名气 。
但在读过James Maynard的证实方法后 , 陶哲轩以为 , 其证实方法比自己的更简洁 。
出于惜才之心 , 陶哲轩主动抛却了与他一同发表这项研究的机会 , 以免自己的名气掩盖了年青数学家的成就 。
而事实证明 , James Maynard确实潜力无限 。
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△ James Maynard在思索质数题目
在他获得博士学位后的数年中 , 他在数论领域的长足进步 , 使得他声名鹊起 。 2017年 , 时年30岁的他受聘成为牛津大学数学学院教授 。
作为一名数论学家 , 他最新的「战绩」 , 是解决了一个曾困扰数学家们近80年的困难:Duffin-Schaeffer猜想 。
搞定Duffin-Schaeffer猜想
Duffin-Shaeffer猜想是度量丢番图迫临中的一个重要猜想 , 由物理学家Richard Duffin和数学家Albert Schaeffer在1941年提出 。
所谓丢番图迫临 , 是数论的一个分支 , 研究的是用有理数迫临实数 。
我们知道 , 大部分的实数都是π、√2这样的无理数 , 它们是无法用分数来表示的 。
Duffin和Schaeffer提出的猜想是这样的:
假设 f:N→R≥0是具有正值的实值函数 , 只有当级数
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【日剧盘点|陶哲轩「他的证实比我强」,这个天才青年解决了最简朴的数学困难】

是发散的(q>0 , φ(q)为欧拉函数 , 表示比q小且与q互质的正整数的个数) , 对于无理数 α 而言 , 就存在无限多个有理数 , 满意不等式 | α-(p/q) |< f(q)/q 。
也就是说 , 在寻找近似值的时候 , 先不考虑分子 , 而是从自然数中选出无限多个数字作为分母 。
然后 , 基于分母序列和指定的近似精度范围 , 来选择分子 。
结果就是 , 假如无限级数发散 , 就意味着已经近似了所有无理数;否则 , 就没有实现对任何无理数的近似 。
这一猜想在有理近似中 , 普遍被数学家们以为是准确的尺度 , 但如何证实它 , 却成为了困扰数学家们将近80年的题目 。


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