
时间一跃来到了中古晚期,法国瓦卢瓦王朝国王查理五世的顾问,title包括经济学家、数学家、物理学家、天文学家、哲学家、音乐学家、神学家等一长串的一位大佬尼克尔·奥里斯姆(NicoleOresme)研究出了一个新的函数:调和级数发散
是不是觉得看起来很玄学?
他的证明过程就很简单了,非常的奥数style。
调和级数发散的证明,小学数学就能看懂
调和级数发散看起来跟质数似乎没啥关系,但是就是这个式子,一不小心给后来的黎曼猜想奠定了基础。
欧拉老师的乘积公式
奥里斯姆大佬告别历史舞台353年之后,轮到欧拉老师秀了。
莱昂哈德·欧拉(LeonhardEule),就是那个从陪伴大家从中学到高数到复变函数的欧拉老师,他发现了一个名叫欧拉乘积公式的函数:
这个公式仿佛冥冥中和质数的分布有某种联系,数学王子高斯(Gauss)和另一位数学大师勒让德(Legendre)就感觉到了这一点,俩人不约而同的提出了质数定理:
从不大于n的自然数中随机选一个,它是质数的概率大约是1/lnn。
黎曼大神登场
前面四位数学家做了一些铺垫之后,主角黎曼大神终于登上了历史舞台。
黎曼33岁那一年,当上了柏林科学院的通信院士,这可是非常高的荣誉,黎曼一开心,想想来这么好一家单位不能白来,我来的时候以单位为荣,我走的时候就要单位以我为荣。
怎么以我为荣呢?黎曼就写了一篇牛逼哄哄的论文,题目叫《论小于已知数的质数的个数》,翻译成人话就是:质数是怎么分布的。
这篇论文里,黎曼提出了一个函数,被后世称为黎曼ζ函数(ζ,读音Zeta)。
如果把它展开,你就会发现,黎曼ζ函数长得跟前面奥里斯姆调和级数发的式子差不多。
之后,黎曼还定义了两类零点:
平凡零点:某个三角sin函数的周期零点;
非平凡零点:ζ函数自身的零点。
针对非平凡零点,黎曼提出了三个命题:
第一个命题,黎曼指出了非平凡零点的个数,且十分肯定其分布在实部大于0但是小于1的带状区域上。
黎曼大神形容“这是不言而喻的普适性的结果”,意思就是“这特么简直是废话,还用说吗?”
可是地球上的其他人类不这么觉得。46年后,在芬兰数学家梅林和德国数学家蒙戈尔特的努力下,第一个命题终于被证明了。
第二个命题,黎曼提出所有非平凡零点都几乎全部位于实部等于1/2的直线上。
这个命题,黎曼大神自己证出来了,可是他不说,因为他觉得命题的证明还没有简化到可以发表的程度。
这些地球上的其他数学家懵逼了:大神你不说就撒手西去了,这得让我们活着的数学家急死啊!
所以这个黎曼觉得很简单的命题,地球上的其他数学家至今还处在一脸懵逼的状态中。
第三个命题,黎曼不像前两个那么确定了,他用十分谨慎的语气写到:很可能所有非平凡零点都全部位于实部等于1/2的直线上。这条线,从此被称为临界线。