【证明思路一:筛法】

【设x为充分大的正实数,令π?(x)表示不超过x的孪生素数对的数量。如果能证明当x→∞时,π?(x)→∞,则孪生素数猜想成立。】

【根据布朗筛法,可以得到:π?(x) ≤ c * x / (log x)2,其中c为某个常数……】

江辰看得津津有味。

这笔记的主人,显然是个高手。

对孪生素数猜想的研究,不是浅尝輒止,而是真的深入到了骨髓里。

他又翻了几页。

【证明思路二:解析数论方法】

【考虑黎曼ζ函数的推广形式。设l(s,x)为狄利克雷l函数,若能证明l函数在临界带內的某些性质,则可推导出孪生素数猜想的成立……】

再翻几页。

【张益唐定理:存在无穷多对素数,其差小於某个常数n。2013年,张益唐证明了n=7000万。后经陶哲轩等人改进,n已缩小至246。】

【这意味著,存在无穷多对素数,它们的差不超过246。】

【距离孪生素数猜想的“差为2”,还有一步之遥。但这一步,难如登天。】

江辰看得入迷了。

这笔记本上记录的內容,比他之前看过的任何一本数学书都要精彩。

因为这上面写的不是已经被证明的定理,而是一个尚未被解决的难题,以及一个数学家十几年来对它所有的思考、尝试、失败、再尝试。

那些被划掉的推导过程。

那些旁边標註著“此路不通”的死胡同。

那些写著“或许可以尝试……”然后又被打上问號的思路。

每一页,都是一个顶尖大脑燃烧过的痕跡。

他一页一页地翻,越看越兴奋。

不知不觉,一个多小时过去了。

他翻到了笔记本的最后几页。

那是笔记本主人最近的一些思考。

【或许,应该换一个角度。】

【传统的筛法,无论是布朗筛法还是塞尔伯格筛法,都只能给出上界估计。要证明下界发散,需要全新的工具。】

【最近在研究gpy筛法(goldston-pintz-y?ld?r?m筛法)。这种方法在证明素数分布的小间隙问题上取得了突破。张益唐就是在这个基础上做出那7000万的。】

【但gpy筛法本身也有局限。它依赖於对素数分布的某种“均匀性”假设。如果这个假设不成立,整个证明就会崩塌。】

【有没有办法绕过这个假设?】

笔记到这里,戛然而止。

后面全是空白页。

江辰盯著最后那句话,脑子里突然像有什么东西炸开了。

“绕过假设?”

他喃喃自语,手指无意识地敲著桌面。

“为什么要绕过?”

“如果假设本身可以被证明呢?”

他闭上眼睛,大脑开始疯狂运转。

gpy筛法的核心,是对素数分布的一种“均匀性”假设。这个假设在数学上被称为“埃利奥特-哈伯斯塔姆猜想”(elliott-halberstam conjecture),简称eh猜想。

目前已知的最好结果是“bombieri-vinogradov定理”,它证明了eh猜想的一个较弱版本。

张益唐就是在bv定理的基础上,证明了素数间存在小於7000万的间隙。

但bv定理的强度,不足以推导出差为2的孪生素数。

想要证明孪生素数猜想,要么把eh猜想的强度提升到极致,要么……

找到一条全新的路。

江辰的脑子里,那些之前学过的数学知识,像被触发了开关一样,疯狂地涌出来。

解析数论。代数数论。调和分析。组合数学。图论。概率论。

每一个领域,都像一块拼图,在他脑海里飞速旋转,试图找到那个能嵌进去的位置。

他猛地睁开眼。

“有了!”

不是一条路,是三条。

他拿起笔,翻开笔记本的空白页,开始写。

【证明思路一:改进gpy筛法的权重函数】

【传统的gpy筛法,权重函数的选择受限於bv定理的强度。但如果引入一种新的权重函数,使得对素数分布的“均匀性”要求降低……】

他写得飞快,笔尖在纸上发出沙沙的声响。

一行行公式,像流水一样淌出来。

∑_{d|p(n)} λ_d

Λ(n)

μ(d)

那些复杂的数学符號,在他笔下像活了一样。

他完全沉浸进去了。

周围的一切都消失了。

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