黎曼猜想起源于欧拉的‘素数乘积公式’,欧拉发现所有自然数的和,可以与所有素数的乘积建立起一种神奇的联系。
这就是欧拉乘积公式:
Σ(1/n^s)=Π(1 /(1 - p^{-s}))
左边:对所有的自然数n(n=1,2,3...)求和。
右边:对所有的素数p(p=2,3,5,7...)求乘积。
这个公式第一次揭示了,全体自然数的规律(左边)与全体素数的规律(右边)本质上是同一枚硬币的两面。
针对欧拉乘积公式,黎曼问了一个看似简单的问题:“如果我们把公式里的 s不仅仅当成一个实数,而是一个复数(即 s =σ+ it,其中i是虚数单位),会发生什么?”
第362章 你相信氦闪么?
黎曼将左边的求和式Σ(1/n^s)推广到了复数平面,这个新的函数就是大名鼎鼎的黎曼ζ函数:ζ(s)。
随后,黎曼做了两件惊天动地的事情:
解析延拓:他找到了一个方法,让ζ(s)在除了 s=1这一点之外的所有复数点上都有定义。
功能性方程:他发现ζ(s)在复数世界里有一种完美的对称性,满足:ζ(s)= 2^s *π^{s-1}* sin(πs/2)*Γ(1-s)*ζ(1-s)。
这个方程意味着,只要知道了ζ(s)在某一区域的值,就能通过对称性知道它在另一区域的值。
黎曼开始研究,在什么情况下,这个强大的ζ(s)函数的值会等于零?
他发现,当 s =-2,-4,-6,...这些负偶数时,ζ(s)= 0。
这些零点很容易找到,所以被称为‘平凡零点’。
剩下的那些‘非平凡零点’,它们才是真正的‘宝藏’。它们都神秘地分布在复数平面上的一个狭窄区域里,这个区域被称为临界带(即实部σ介于0和1之间)。
经过深入研究,黎曼提出了那个著名的猜想:
所有非平凡零点的实部,都正好等于 1/2。
也就是说,在复平面上,所有这些非平凡零点都整齐地排列在一条垂直线上,这条线就是界线(σ= 1/2)。
实际上,数学家们已经通过计算机验证了超过万亿个零点都在临界线上。
但万亿不是无穷。
只要不是无穷,不能涵盖所有,就不能确定它就是完整成立。
目前就是事实上,大家都相信黎曼猜想成立,但却始终无法证明,而只要不能证明,就不能说它就是完全成立。
就像20世纪之前,在相对论和量子力学没有发展起来前,牛顿的经典力学就可以解释宇宙万物,于是人们天真的认为,物理这座大厦已经完全建好了。
只有两朵乌云。
而这两朵乌云,正是后来相对论和量子力学。
人们也才知道,经典力学只适合常规的宏观环境,不适合微观和接近光速的高速下。
…………
越是研究,杨学斌越是能够体会到数字空间这个天赋的可怕,在他眼中,草稿纸上的一行行公式,在他脑海中就变成了空间立体形态。
此刻数学,在他眼中似乎完全没有秘密。
无数的公式几乎本能地从脑海中涌现,让他发现自己书写的速度完全跟不上大脑的思考速度,于是他只能不断跳着写。
推导的过程中,中间删减了很多步骤。
如果数学造诣不高的人,根本看不明白,为什么这个公式可以推导出下面的公式,就像是看天书一般。
这一刻,杨学斌感受到了前所未有的乐趣。
三体世界的天道酬勤,完全是勤能补拙,靠着努力一点点地肝经验条。
而数字空间天赋,让人简直就像是开了个挂般,经验条是直线飙升,就像是一脚踩死了油门,根本停不下来。
直到郝晓打来电话。
手机来电的音乐铃声将杨学斌惊醒,他茫然的抬头,许久才回过神来,转头看向窗外已经黑了,路灯灯光从窗户照了进来。
杨学斌忙拿起手机接通:“喂唏,不好意思啊,今天下午忙着研究一个数学题,忘了打电话给你了。对了,吃完饭了没有,一起出去吃吧?”
在郝晓开口前,杨学斌先是认错,再是邀请吃饭,不给对方发难的机会。
像郝晓这种单纯的女孩子,刚为爱敞开怀抱,正是需要你侬我侬的时候,他一下午连个信息都没有发,确实有些过不去。
果然,原本闷闷不乐的郝晓气也消了不少:“这样啊,那没事。是毕业论文吗,难不难?还没吃呢,在等你。”
“那行,我等会去接你。”
杨学斌一边收拾稿纸,一边说道:“毕业论文我中午回来后就抽空写完了,我现在在研究黎曼猜想。既然要娶你,肯定得做出一番成绩来,才好让你们爸妈答应我们的事情啊,以后也能赚更多钱养家糊口。”
“黎曼猜想!”
郝晓惊呼,显然她也知道这个数学难题。
她心中又是感动,又是担心道:“学长,这不是七大数学难题中最难的么,你一上来就挑战这个难度……学长,我不是那个意思,我的意思是其实你可以慢慢来,我爸妈肯定不会反对的,你已经很优秀了。”
杨学斌轻笑道:“青春年华,如果不为某些事某些人拼回命,那还叫青春么?好了,我现在出去,先挂了,我们等会见。”
“嗯嗯,等会见!”
郝晓甜甜地回应,她感觉自己脸颊发烫,心跳剧烈,一种从未有过的幸福感袭上心头,将整个下午的忐忑不安都抛之脑后了。
………………
俩人没有在食堂吃,而是出了学校,找了家火锅店。
郝晓不断给杨学斌夹菜,是个非常贤惠合格的女朋友,未来也肯定是个贤妻良母。
杨学斌问道:“你毕业论文写得怎么样了,接下来有什么打算?”
郝晓说道:“还在写,天天要查好多资料。毕业后,我应该会去联合政府工作,可能是去做周直先生的秘书。”
虽然早知道郝晓的未来,但杨学斌还是忍不住震惊。
要知道,周直可是驻联合政府代表,在电影里华国政府不出现的情况下,拥有极高的地位和权利。
郝晓也就是一个大学毕业生,哪怕是个天才,也不足以直接成为周直的秘书啊。
这不仅需要能力,还需要机缘,亦或者是人脉。
看出杨学斌的震惊,郝晓浅浅笑道:“我爸是人文社科院领导,和周直先生以前是同学和同事,后来周直先生离开学校进了外交部。”
“哦!”
杨学斌恍然,难怪了。
难怪郝晓还能成为周直的学生,原来还有这层渊源关系。
他笑着说道:“去联合政府工作很好啊,尤其是周直先生的秘书。为了应对氦闪危机,以及世界各地此起彼伏的叛乱,未来联合政府的权力和地位只会越来越高。虽然不至于成为联邦政府,但也会成为超国家组织。”
郝晓却情绪有些低落道:“可是,我不想跟你分开。一旦去了联合政府工作,我每年只有半个月的休假。”
杨学斌安慰道:“放心,有时间我也会去看你。以目前的交通便利,去老美也就跟出趟远门没啥区别,又不是去月球常驻。”
郝晓点了点头,其实她也知道她无法反抗父亲的安排,自己以前也非常向往进入联合政府工作,但谁让现在谈了男朋友呢。
她忽然问道:“学长,你说我们能成功么?或者说,你相信氦闪么?”
第363章 生命是宇宙的奇迹
太阳真的会发生氦闪么?
如果真的会发生氦闪,人类能不能渡过这场灾难?
这不仅是郝晓的怀疑和担忧,也是全球无数人的怀疑和担忧。
怀疑是因为至今为止,太阳并没有发生什么明显的变化,也就是活动更加剧烈和频繁了而已,这其实也可以说是正常现象。
因为太阳活动也是有周期性的,强度有高有低自然也很正常。
你不能因为这些年太阳活动有些剧烈和频繁了,就说太阳要氦闪吧。
什么是氦闪?
简单点来说就是恒星核心的氢被耗尽,只剩下了氦。
这个时候核心的核聚变停止,辐射压消失,引力开始压缩核心。
同时核心外围的氢开始燃烧,产生的巨大能量将恒星外层向外推,恒星体积因此而急剧膨胀,变成一颗红巨星。
这就是电影开头张鹏说的:一百年吞地球,三百年灭太阳系。
由于核心的氢聚变停止,恒星核心没有了能量来抵抗自身的引力,就会导致核心被不断压缩,使得温度和密度急剧升高。
当核心温度极高且温度达到约1亿度的时候,氦聚变将会被点燃。
此时,核心的氦处于特殊的物理状态。
电子简并态。
这种状态下的气体压力几乎只与密度有关,而与温度无关
随着氦聚变被点燃,反应释放的巨大热量无法通过气体膨胀来释放,就会导致温度飞速上升,而温度的上升又让核反应速率呈指数级增长。
在短短几分钟到几小时内,核心会释放出相当于整个银河系所有恒星总和的巨大能量。
这就是氦闪。
当然,氦闪不是超新星爆炸。
虽然在短短几分钟到几小时内,核心就会释放出相当于整个银河系所有恒星总和的巨大能量,但这能量会在未来数万年缓慢释放出来。
因为恒星核心的能量要传到表层,需要数千,甚至是数万年。
不是我们下意识中以为核心能量大爆发,瞬间就可以传递到表层,因为太阳体积实在是太大了,能量经过反复地吸收和反射才能抵达表层。
因此它的致命性不是瞬间摧毁,而是缓慢的吞并太阳系。
当然。
在吞并地球和太阳系前,恒星也会释放出巨大的光热,以及太阳风,对于人类文明来说同样也是致命的,可以把人全部烤成鱼干。
至于担忧,那就更不用说了。
相比于太阳,我们人类实在是太渺小了,仅仅是一次剧烈的太阳风,就能摧毁地球上百分之四五十的电气设备。
太阳风,就是强带电粒子流。
如果真发生氦闪,先不说史诗级的太阳风,就说太阳亮度都将提升数千倍。
在这种强度的辐射下,地球的白天一侧温度会迅速升至上千,甚至数千摄氏度。地表的岩石将会开始熔化,就更别说人了。
如果是先一步被膨胀的恒星吞并,实际上是在吞并之前,地球也会像红薯一样被烤成蜜薯,因此想要活命唯有逃。
要么开飞船逃,这就是飞船派。
受限于运力,飞船派注定只能让少数人逃走,这显然不可能成功,在三体世界就已经反复验证了这一点。
不患寡,而患不均。
既然我要死,你们谁也别想活。