零点的未尽之路

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第37章 简单性猜想的进展

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二零二二年初春,北京。持续的疫情如一场漫长的严冬,社会生活的许多方面仍处于半冻结状态。北京大学校园依旧实行严格的封闭管理,往日熙攘的燕园显得格外空旷寂静。未名湖的冰面早已融化,泛起清冷的波光,岸边的垂柳抽出嫩芽,却少了几分赏春的人气。在燕北园一套安静的公寓里,徐川已经度过了近两个月的严格居家隔离。窗外是世界性的混乱与不安,窗内,却是一个极致纯粹、近乎与世隔绝的数学宇宙。

由于是海外归国人员,他经历了比普通师生更为严格的健康监测期。无法踏入图书馆,无法与同事面对面交流,甚至不能像往常一样在未名湖畔散步寻找灵感。生活空间被压缩到这几十平米的公寓内,活动轨迹局限于书桌、餐桌和床边。饮食靠社区志愿者配送,信息获取几乎全部依赖网络。若从外在看,这段日子堪称枯燥甚至压抑。不修边幅,头发蓬乱,胡须许久未刮,穿着宽松的旧毛衣,三餐简单应付,若有人见到,或许会以为他略显潦倒。

然而,与这近乎“囚徒”般的外在处境形成尖锐对比的,是他那双日益灼亮的眼睛。当外界被病毒的阴影、各种不确定性和纷杂信息所充斥时,徐川的内心世界却进入了一种前所未有的、极度宁静而专注的“心流”状态。物理上的隔离,仿佛斩断了一切世俗的干扰,将他彻底抛入了一个由定义、定理、猜想和证明构成的、绝对理性的思维深渊。这种环境,竟阴差阳错地,与数学史上一些传奇时刻产生了诡异的契合——仿佛牛顿在1666年瘟疫期间离开剑桥,回到伍尔索普乡下,在静谧中孕育了微积分、光学和万有引力的思想萌芽;又仿佛安德烈·韦伊在二战期间于鲁昂监狱中,在心无旁骛的极端环境下,取得了奠定代数几何现代基础的突破性工作。

徐川感觉自己正处在一种类似的状态。他的大脑像一台被解除了一切限制的超级计算机,以前所未有的效率和深度高速运转。过去几年积累的、关于“简单性猜想”的庞杂知识、技术细节、未成形的想法、以及遭遇的瓶颈,在这段绝对宁静的时光里,开始发生剧烈的、近乎“链式反应”般的重组、碰撞与融合。那些曾经卡住他的难点,仿佛在一种“拉普拉斯妖”般的全知视角下,露出了关键的突破口。他常常在深夜,盯着写满符号的草稿纸或平板电脑屏幕,陷入长时间的静默,然后突然爆发出灵感,奋笔疾书,一写就是通宵。

在这种状态下,他不仅推进了“简单性猜想”的研究,更以一种近乎“上帝视角”的清晰度,回顾并审视了整个解析数论中关于黎曼猜想证明的经典路径。其中,一个重要的传统方法——莱文森方法(Levinsons method)——引起了他的特别注意。该方法由数学家诺曼·莱文森在1970年代提出,是证明黎曼ζ函数有超过三分之一(准确说是至少34.74%)的非平凡零点位于临界线上里程碑工作。后续有数学家尝试将其推广到更一般的狄利克雷L函数。

在灵感迸发的某个时刻,徐川决定彻底厘清这个方法的潜力极限。他重新推导了莱文森方法的核心思想:利用函数方程、 mollifier(平滑化子)的巧妙构造以及对零点计数函数 的渐近公式进行精细估计,以期证明临界线上零点比例的下界大于50%。他沉浸在复杂的计算中,运用其深厚的分析功力,对每一步估计进行最优化处理,试图将这个方法“压榨”到极致。

几天几夜不眠不休的推演后,一个清晰而冷酷的结论,如同冰水般浇醒了他:莱文森方法,就其本质而言,存在一个无法逾越的理论上限。 无论如何优化mollifier的选取,如何精细地控制误差项,该方法在狄利克雷L函数上,所能严格证明的位于临界线上的零点比例下界,最高只能无限逼近50%,但永远无法达到或超过50%!

这个上限源于该方法内在的解析结构:它依赖于某种对立性原理,其核心不等式在比例达到50%时,会达到一种“平衡态”,任何进一步的优化都会在另一侧引入无法克服的抵消项。就像一个天平,无论怎么调整砝码,最终只能无限接近平衡,却无法使一端明显重于另一端。

徐川放下笔,长长地舒了一口气,心情复杂。一方面,他凭借一己之力,在隔离期间,为这个困扰了数论界数十年的问题画上了一个终结性的句号。他严格证明了:企图通过改进经典的、基于实分析和复分析 技巧的莱文森路径来最终攻克黎曼猜想,是注定徒劳的。这条路,走到50%就是尽头。这无疑是一个令人沮丧的结论,它浇灭了许多人希望通过渐进式改进传统方法来最终证明黎曼猜想的希望。

但另一方面,这个结论也反过来极大地强化了他和艾莎学派所坚持的“几何化”路径的必要性和正确性。它清晰地表明,黎曼猜想所蕴含的深刻真理,隐藏在远超实分析和复分析技巧的、更深的几何与拓扑结构之中。不进行范式的革命,不深入到“万有流形”的范畴论框架和“谱隙理论”的几何分析中,就无法窥见其奥秘。

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