哥德巴赫猜想关注素数的和,而孪生素数猜想关注素数之间的特定间距。
两者都依赖于解析数论中的工具,我一直思考,这二者是否可以用共同的框架来研究他们之间的性质。
如果孪生素数猜想成立,这可能为哥德巴赫猜想提供支持,因为它表明素数在某些特定间距上是密集的,这有助于构造所需的素数和。
所以我想大概能给你一点灵感。”
西格尔有种很奇妙的感觉。
他们还要在伦敦一起呆五天。
现在离去哥廷根演讲还有五天时间。
他和林燃之间属于是先有师生名分,后有师生事实。
他先有了这个博士,然后这次在伦敦靠证明孪生素数猜想为契机,他对林燃进行一定的指导。
这是一种时空错位的感觉。
指导时间在博士学位之后,指导空间也是先在伦敦,最后答辩去哥廷根。
没错,西格尔现在觉得,他们去哥廷根是做博士答辩。
想到这里,西格尔不由得笑了起来,为这命运的奇妙,他也就不再反对此事,而是希望尽一切可能帮伦道夫解决孪生素数猜想。
“伦道夫,我们时间只有五天,所以我希望能够把我对孪生素数猜想的思考全部告诉你。”
第二天,这回只有林燃和西格尔了。
“孪生素数猜想认为存在无限多的素数对,它们的差为2,比如3和5,或者11和13。
从计算检查来看,随着数字变大,孪生素数似乎不断出现。
此外,基于两个数都是素数的概率,有一个启发式论证。启发式方法表明,截至x的孪生素数对的数量大约是C乘以从2到x的dt(logt)^2的积分,其中C是孪生素数常数。
我当年在剑桥的时候与哈代讨论过这个。他和利特尔伍德基于他们的圆法工作非常相信这个猜想的正确性,但这不是证明,这是猜想,只是他们提出的一个概率模型。
后续围绕这个,我进行过一些更深入的思考,布伦定理,它表明孪生素数的倒数之和收敛,这意味着与所有素数相比,孪生素数相对稀疏,但并不能告诉我们它们是有限还是无限多。
筛法也许能够用来解决这个问题,用筛法来证明存在无限多个整数n,使得n和n+2都有很少的素因子,然后或许可以细化到证明它们是素数。
这是一个合理的方向,毕竟筛法在研究几乎素数方面很成功,像塞尔伯格的筛法就用来估计了具有某些性质的整数的数量。
但直接应用于孪生素数是具有挑战性的,因为在孪生素数猜想里需要n和n+2同时是素数,这是一个更严格的条件。
这几年我又在思考,使用像L函数这样的分析方法会不会更合适一些。
毕竟L函数同样是强大的工具,尤其是在涉及算术级数的问题中。
只是因为对于孪生素数,并不直接适用。我觉得可以考虑捕获孪生素数分布的狄利克雷级数,哈代和利特尔伍德开创的圆法可以会提供一些见解,即使不能提供完整的证明。
圆法就更不用我多介绍了,你同样是数论领域的大师,对于这些前沿方法肯定驾轻就熟。
对于哥德巴赫猜想,即关于将偶数表示为两个素数之和,圆法在某些假设下给出了表示数量的渐近公式。
类似地,对于孪生素数,可以尝试计算截至x的素数p的数量,使得p+2也是素数。
虽然圆法中的误差项通常太大,无法为所有xconclusively证明猜想,但它是理解预期行为的有价值的工具。
而且即便你用六天时间,无法证明完整的孪生素数猜想,部分结果也非常有价值。
即便能证明存在无限多个素数p,使得p+2至多有k个素因子,这同样是一个重大的进步。
我们不一定要一次追求完全解决孪生素数猜想。
即便只做到这一步,在我看来,这也是伟大的成果。
不用给自己太大的压力。
等我的手稿到了之后你再看看,有什么问题我们随时沟通。”
林燃咧嘴笑了笑,“好的,教授。”