《15歲,成為國寶級天才科學家》第215章 鞍點圓法(2)

作者:制式希余·2小時前

到這裡,肖宿手上有兩件武器了。

一件是分層篩法,負責在整數集合上直接操作,給出g(n)的一個下界估計。

另一件是鞍點圓法,負責在複平面上做積分,給出g(n)的主項近似。

可這樣還是不能完全解決問題,畢竟這兩件武器是兩種完全不同的語言寫成的,他們還是分開的。

篩法用的是組合數學和初等數論的語言,而圓法用的是複分析和傅立葉分析的語言。

它們之間的鴻溝,就像兩個說著不同方言的人試圖交流,雖然偶爾能透過手勢和表情猜到對方的意思,但永遠無法進行真正精確的對話。

肖宿需要一個翻譯。

他想到了自己最熟悉的領域:辛幾何。

在辛幾何裡,不同空間之間的對應,可以用一種叫“傅立葉-米庫辛變換”的工具來實現。

米庫辛(kushin)是一位蘇聯數學家,上世紀六十年代研究過一類特殊的積分變換。

後來這個方向因為太難用、應用場景太窄,漸漸被人遺忘了。

肖宿去年在構建辛幾何框架的時候,偶然在一本冷門的會議論文集裡翻到了米庫辛的舊論文,發現他研究的那種變換,恰好可以用來描述辛流形上不同座標系之間的對偶關係。

他當時把這個變換做了一些推廣,改進了它的收斂性質,然後把它用在了辛幾何框架的構建中。

那篇論文發表之後,數學界對顧—辛流型的關注主要集中在孿生素數猜想證明用到的前半部分,而對於傅立葉-米庫辛變換,關注的人並不多。

但現在,肖宿忽然意識到,這個變換,恰好可以作為篩法和圓法之間的那座橋樑。

傅立葉-米庫辛變換的核心,是把一個定義在離散集合上的函式,對映到一個連續流形上的某種幾何物件。

在這個對映下,離散集合上的卷積操作,會對應到流形上的某種相交運算。

而圓法積分,本質上就是一個卷積的傅立葉變換表示。

換句話說,篩法操作和圓法積分,可以透過傅立葉-米庫辛變換,統一到同一個幾何框架下。

在這個框架裡,它們變成了同一個硬幣的兩面,而不是兩個各自為政的獨立工具。

肖宿花了兩天時間,把這個對應的具體形式推導了出來。

他構造了一個辛流形,記作P,它的每一個點對應於一個素數的某種“狀態”。

在這個流形上,哥德巴赫猜想的g(n)函式,恰好等於兩個特定拉格朗日子流形的相交數。

而分層篩法給出的下界估計,對應的是這個相交數的一個截斷近似。

鞍點圓法給出的主項估計,對應的是同一個相交數在另一個座標卡下的展開。

兩者之間的誤差,可以透過流形上的一個幾何不變數來統一控制。

肖宿把這個不變數記作。

它的定義涉及弗洛爾同調,在合適的條件下,是一個拓撲不變數,也就是說,它在流形的連續變形下保持不變。

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