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學(xué)霸的科幻世界 第十一章 BSD猜想

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    坎特正色道:“龐先生,您提出的這個(gè)方案,我一定請(qǐng)薩伊女士慎重考慮,但能否實(shí)施,還得經(jīng)過(guò)聯(lián)合國(guó)安理會(huì)的討論。”

    他們這幾人,都是少數(shù)知道三體文明將要入侵地球的人類精英,也看過(guò)三體文明的資料,在地球基礎(chǔ)科學(xué)已經(jīng)被智子鎖死的情況下,他們對(duì)于人類文明能否在四百年后與三體人的戰(zhàn)爭(zhēng)中幸存下來(lái)幾乎不抱任何希望。

    但龐學(xué)林提出的這個(gè)方案,卻是迄今為止第一次讓他們感覺(jué)到一絲希望的反擊計(jì)劃,同時(shí)對(duì)于這個(gè)計(jì)劃的提出者龐學(xué)林,也生出一絲敬畏之心。

    龐學(xué)林微笑道:“那就有勞坎特先生了!

    接下來(lái),眾人又聊了一會(huì)兒降臨派的話題。

    龐學(xué)林從史強(qiáng)口中,得到了他和弗瑞德、格蘭特三人為什么會(huì)這么快就被找到的原因。

    原來(lái)“審判日”號(hào)在進(jìn)入向風(fēng)海峽前,就已經(jīng)被美軍的弗吉尼亞級(jí)核潛艇盯上了。

    當(dāng)天晚上他們搭乘救生艇從審判日號(hào)上出來(lái),也一直在核潛艇的監(jiān)控之中。

    只是后來(lái)他們從古巴登陸,然后進(jìn)入圣地亞哥躲藏,才算失去了他們的蹤跡。

    雖然幾天后的“古箏行動(dòng)”取得成功,但在“審判日”號(hào)內(nèi)并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)三體文明的相關(guān)資料,而太子港下船的那些降臨派,幾乎同樣被一網(wǎng)打盡的情況下,也沒(méi)找到三體文明的信息。

    他們?nèi)说男雄欉@才被重視起來(lái),在古巴政府的積極配合下,很快就定位到了三人躲藏的民宿。

    隨后,美軍出動(dòng)部署在關(guān)塔那摩的“三角洲”部隊(duì),準(zhǔn)備悄無(wú)聲息地將三人一網(wǎng)打盡,卻沒(méi)想到三人發(fā)生了內(nèi)訌,唯有龐學(xué)林存活。

    而且在民宿的閣樓內(nèi),“三角洲”部隊(duì)還發(fā)現(xiàn)了已經(jīng)被燒毀的儲(chǔ)存有三體文明資料的硬盤。

    原本人類一方都已經(jīng)認(rèn)定針對(duì)“審判日”號(hào)的行動(dòng)失敗,降臨派已經(jīng)徹底銷毀了三體文明的相關(guān)資料。

    誰(shuí)也沒(méi)有想到,第二天事情峰回路轉(zhuǎn),在聯(lián)合國(guó)以及安理會(huì)五大常任理事國(guó)的公共郵箱中,收到了存有三體文明所有資料的郵件,而發(fā)件人,正是被弗瑞德用槍擊傷的龐學(xué)林。

    因此,龐學(xué)林也得到了聯(lián)合國(guó)的重視,在他還處于昏迷的時(shí)候,便通過(guò)專機(jī)來(lái)到了紐約大學(xué)醫(yī)學(xué)中心。

    史強(qiáng)說(shuō)的這些信息和龐學(xué)林猜測(cè)的出入不大,又聊了大約半小時(shí),三人這才告辭離去。

    龐學(xué)林也松了口氣,雖然這次受傷不輕,但還是達(dá)到了自己想要的結(jié)果。

    有了聯(lián)合國(guó)的庇護(hù),接下來(lái)自己就可以安安心心在三體世界搞研究了。

    現(xiàn)在是三體世界的2007年,距離面壁計(jì)劃真正開(kāi)始實(shí)施,還有兩年時(shí)間,足夠自己浪。

    他閉上眼睛,調(diào)出系統(tǒng),開(kāi)始研究系統(tǒng)給出的BSD猜想的證明全文。

    ……

    BSD猜想,全稱貝赫和斯維納通-戴爾猜想。

    自上世紀(jì)五十年代以來(lái),數(shù)學(xué)家便發(fā)現(xiàn)橢圓曲線與數(shù)論、幾何、密碼學(xué)等有著密切的關(guān)系。

    例如,懷爾斯(Wiles)證明費(fèi)馬最后定理,其中一個(gè)關(guān)鍵步驟就是用到橢圓曲線與模形式(modrform)之間的關(guān)系(谷山-志村猜想)。

    BSD猜想就是與橢圓曲線有關(guān)。

    上世紀(jì)六十年代,英國(guó)劍橋大學(xué)的貝赫與斯維納通-戴爾利用電腦計(jì)算一些多項(xiàng)式方程式的有理數(shù)解時(shí)發(fā)現(xiàn),這種方程通常會(huì)有無(wú)窮多解。

    然而要如何給出無(wú)窮多解呢?

    其解法是先分類,典型的數(shù)學(xué)方法是同余并藉此得同余類,即被一個(gè)數(shù)除之后的余數(shù)。

    但是無(wú)窮多個(gè)數(shù)不可能每個(gè)都是需要的,數(shù)學(xué)家們便選擇了質(zhì)數(shù),所以從某種程度上說(shuō),這個(gè)問(wèn)題還與黎曼猜想Zeta函數(shù)有關(guān)。

    經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間大量的計(jì)算與資料收集,貝赫和斯維納通-戴爾觀察出一些規(guī)律與模式,因而提出BSD猜想:設(shè)E是定義在代數(shù)數(shù)域  K  上的橢圓曲線,E(K)是  E  上的有理點(diǎn)的集合,已經(jīng)知道  E(K)是有限生成交換群。記  L(s,E)是  E  的Hasse-Weil  L函數(shù)。則E(K)的秩恰好等于L(E,s)在s=1處零點(diǎn)的階,并且后者的Taylor展開(kāi)的第一個(gè)非零系數(shù)可以由曲線的代數(shù)性質(zhì)精確表出。

    前半部分通常稱為弱BSD猜想,后半部分則是BSD猜想分圓域的類數(shù)公式的推廣。

    目前,數(shù)學(xué)家們僅僅證明了rank=0和1的弱BSD猜想成立,對(duì)于Rank≥2部分的強(qiáng)BSD猜想,依舊無(wú)能為力。

    此前龐學(xué)林也是沿著格羅斯、科茨走的那條路線,嘗試在rank=0和1的基礎(chǔ)上,推出rank≥2的BSD猜想,卻發(fā)現(xiàn)漸漸走進(jìn)了死胡同。

    最近半年內(nèi),他始終沒(méi)有任何進(jìn)展。

    因此,他非常好奇,系統(tǒng)給出的證明過(guò)程,到底采用了什么思路。

    龐學(xué)林打開(kāi)BSD猜想證明論文,看了起來(lái)。

    BSD猜想的證明一共有六十多頁(yè),對(duì)對(duì)一個(gè)千禧難題級(jí)別的猜想而言,顯得過(guò)于精簡(jiǎn)了一些。

    不過(guò)這并不重要,當(dāng)年佩雷爾曼證明龐加萊猜想的時(shí)候,才用了三十多頁(yè),因?yàn)檫^(guò)程太過(guò)簡(jiǎn)略,好多人都看不懂,在數(shù)學(xué)界的強(qiáng)烈要求下,佩雷爾曼勉強(qiáng)又補(bǔ)充了兩篇文章,之后便再也不肯多給了。

    但這并不妨礙佩雷爾曼的偉大。

    因此,論文的長(zhǎng)短并不重要,關(guān)鍵要看論文的質(zhì)量。

    龐學(xué)林并沒(méi)有從開(kāi)頭開(kāi)始細(xì)讀,而是先粗略瀏覽。

    粗略瀏覽,有助于他從整體上了解BSD猜想的證明思路。

    不過(guò)很快,龐學(xué)林的眉頭便皺了起來(lái)。

    論文的開(kāi)頭,便給出了一個(gè)與當(dāng)前數(shù)學(xué)界截然不同的思路。

    論文的第一部分,寫得是關(guān)于同余數(shù)問(wèn)題的證明,即存在無(wú)窮多個(gè)素因子個(gè)數(shù)為任何指定正整數(shù)的同余數(shù)。

    然后,推導(dǎo)出BSD對(duì)這樣的E_D成立:D是某個(gè)8k+5型素?cái)?shù)和若干8k+1型素?cái)?shù)的乘積,只要\Bbb  Q(\sqrt{-D})的類群的4倍映射是單的。

    這就有意思了。

    雖然當(dāng)前數(shù)學(xué)界,已經(jīng)有人嘗試通過(guò)同余數(shù)問(wèn)題去證明BSD猜想。

    但這條路難度太大,還處于萌發(fā)狀態(tài),目前國(guó)際數(shù)學(xué)界并沒(méi)有出現(xiàn)太多的成果。

    這篇論文的出現(xiàn),說(shuō)明當(dāng)前流行的BSD猜想證明方法,最終都會(huì)走向死胡同。

    通過(guò)同余數(shù)問(wèn)題證明BSD猜想,才是正確的思路。

    龐學(xué)林凝神屏氣,繼續(xù)看下去。

    ……

    給定素?cái)?shù)p,(1)p  \equiv  3(\mod  8):p不是同余數(shù)但2  p是同余數(shù);(2)p  \equiv  5(\mod  8):p是同余數(shù);(3)p  \equiv  7(\mod  8):p和2  p都是同余數(shù)。

    (弱BSD猜想)BSD猜想對(duì)E_D成立。特別的,r_D>0當(dāng)且僅當(dāng)L(1,E_D)=0。

    假定弱BSD猜想成立,則(1)理論上我們能夠判定D是否為同余數(shù);(2)Tunnell定理給出在有限步內(nèi)決定D是否為同余數(shù)的算法;(3)可以證明D  \equiv  5,6,7(\mod  8)時(shí)r_D為奇數(shù),故這樣的D均為同余數(shù)。

    ……

    根據(jù)Heegner點(diǎn)的高度理論——著名的Gross-Zagier公式可以將其與L'(1,E)聯(lián)系起來(lái)。

    而基于Eichler,  Shimura在模橢圓曲線方面的工作以及新近證明的Taniyama–Shimura猜想(模定理),可以將L(s,E)解析延拓到整個(gè)復(fù)平面并且相應(yīng)的Riemann猜想成立。

    ……

    這一看,便不知時(shí)間流逝。

    也不知過(guò)了多久,龐學(xué)林總算將整篇論文粗略看完,長(zhǎng)長(zhǎng)舒了口氣。

    雖然對(duì)于這篇論文,還有很多細(xì)節(jié),很多問(wèn)題需要解決,但是在整體證明思路上,龐學(xué)林卻感覺(jué)沒(méi)什么問(wèn)題。

    而且對(duì)整個(gè)BSD猜想的證明,龐學(xué)林也有種豁然開(kāi)朗的感覺(jué)。

    有了正確的思路,即使沒(méi)有這篇論文,他也能將BSD猜想的證明過(guò)程完全推導(dǎo)出來(lái)。

    龐學(xué)林這才睜開(kāi)眼,一扭頭,便發(fā)現(xiàn)不知不覺(jué)天已經(jīng)黑了,之前見(jiàn)過(guò)的那名金發(fā)碧眼的小護(hù)士正在他身旁忙碌。

    看到龐學(xué)林睜開(kāi)眼,她不由得面露喜色,說(shuō)道:“天哪,龐,你終于醒了!”

    龐學(xué)林微微一愣,目光在護(hù)士MM的身份牌上掃過(guò),疑惑道:“奧莉薇婭,我……我這是睡了多久?”

    奧莉薇婭道:“你都睡了三天三夜了,醫(yī)生還擔(dān)心你出了什么問(wèn)題,這兩天又是給你做顱腦CT,又是各種抽血化驗(yàn),結(jié)果顯示你的身體健健康康,只是睡著了,誰(shuí)也說(shuō)不明白你為什么會(huì)睡這么久!

    龐學(xué)林不由得吃了一驚,這種爆肝研究,他在現(xiàn)實(shí)世界雖然也干過(guò),但大多都因?yàn)樾枰、補(bǔ)充食物給打斷了。

    沒(méi)想到這次躺在病床上,自己竟然整整研究了三天三夜,而且醒來(lái)后,他并沒(méi)有那種爆肝的疲憊感,反而有種說(shuō)不上來(lái)的神清氣爽。

    難道說(shuō),閉上眼睛進(jìn)入系統(tǒng)后,即使自己是在里面做研究,也只是相當(dāng)于進(jìn)入了深度睡眠?

    假如真是這樣,那么借助系統(tǒng),自己的研究效率說(shuō)不定還能得到提高。

    龐學(xué)林的眼睛不由得亮了起來(lái)。

    一直以來(lái),龐學(xué)林并不覺(jué)得自己是天才,相比于歷史上那些大名鼎鼎的人物,他在學(xué)術(shù)界取得的成就微不足道。

    但龐學(xué)林也有自己的追求。

    他希望有一天,自己能真正憑借自己的力量解決千禧級(jí)別的難題,希望有一天,自己的名字能和歷史上那些閃閃發(fā)光的數(shù)學(xué)家相提并論。

    因此,他需要不斷地提升自己的學(xué)習(xí)和研究效率。

    或許在旁人眼中,龐學(xué)林已經(jīng)是天才級(jí)別了,但龐學(xué)林自己卻并不這么認(rèn)為。

    世界上那些所謂的天才學(xué)霸,之所以能夠達(dá)到封神的高度,并非他天生就比別人聰明,只是因?yàn)樗兄己玫膶W(xué)習(xí)習(xí)慣和高效的學(xué)習(xí)效率。

    別的不說(shuō),龐學(xué)林自己之所以能取得如今的成就,是因?yàn)槭耆缫蝗,每天超過(guò)十小時(shí)以上的高強(qiáng)度學(xué)習(xí)。

    即使這樣,他在國(guó)際數(shù)學(xué)界,也僅僅只是剛剛展露頭角的青年數(shù)學(xué)家,距離那些頂尖大牛,還有很長(zhǎng)一段路要走。

    天才是百分之一的靈感加上百分之九十九的汗水,但沒(méi)有百分之九十九的汗水,哪來(lái)那百分之一的靈感!

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