素数的分布是有规律的,这个规律就是黎曼猜想。
黎曼认为:素数的分布和公式1的零点(黎曼函数) strong>相关,解的实部位于直线 x = 1/2 上。
公式1的每一项都>0,显然它的解只能是复解 x yi,不是实解。
1859年前,黎曼提出这些与素数分布相关的解都是在x = 1/2上。
等式 1 在较高数时称为调和级数,当 s > 1 时收敛。
在我上一篇文章中,我 用概率论来弥补。 这是该过程的简单重复:
1、从大于1的整数中采样2的倍数,一个数被取到的概率是1/2。
2,然后在剩下的数中采样3的倍数,一个数被取到的概率是1/3。
3,然后依次采样5、7、11、……的倍数,概率为1/5、1/7、1/11、……
4、依次采样素数的倍数,可以取所有从2开始的整数,总概率为1。
5、虽然在素数的倍数上会有重复采样( 6, 30, 210, …), 随着数的增加,重复概率迅速减小,可以推测这个级数是收敛的:
6,但素数之间的步长不是1 , 下一个位置不容易确定。 将步长改为1后,就变成了:
公式3明显不收敛,在大数中有证明。
如果像物理学这样的实验证明,我们可以做个思想实验[捂脸]
2、4、8的倍数是幂级数(3、9、 27 素数的倍数也是如此),这与6、30、210等素数的公倍数不同,后者明显下降得更快。
为了平衡这个,给每一项加上一个索引s:
当s>1时,1/2、1/4、1/8之间的差距就是 了 被指数s放大,从而抑制级数中4和8的倍数的影响,使级数收敛。
这样,我们利用工程师的思路得出了如下公式4:
它与黎曼函数的区别仅在于其值为1 第一项。
第一项的实验解释是对所有整数进行采样,其他项的解释是依次对2、3、5、……的倍数进行采样。
指数s的抑制作用很容易估计。
对于2、4、8的倍数,采样概率为1/2不重复,即:
这是一个几何序列,其和为:
p>
可以得出结论,当s = ln3/ln2(约1.5849)时,可以抑制2的高次幂的干扰。
还可以求出3、5、7的倍数对应的s:s = ln(p 1)/lnp,p是对应的质数。
s的取值和素数n的取值
黎曼之所以要把它变成一个复变函数的零点问题,大概是因为多项式不能 在实数域求解。 它在复数领域是可解的。
如果在实数域继续折腾,除了把s的数列画个大概的图,就没办法研究了。
由于这个级数可以将素数的分布映射到实数域,所以根据对称性也可以映射到复数域。
映射到复数域后,素数序列和整数采样概率之和为-1,其他所有项和第一项之和为0:可解 由复变函数的零点问题。
比如2对应的采样概率是1/2,那你总可以选择一个合适的复数指数,让它变成-1/2,这在复数域中就可以做到。
我们前面计算过,当s = ln(p 1) / lnp时,可以抑制素数p的高次幂的影响。
可以推测,存在一个最优的s值可以平衡所有质数的影响:较大的质数既不会丢失信息,也不会影响太大。
可以推测,与素数分布有关的s值,也是与e一样的超越数。
里面应该包含很多像e这样的信息。
e包含了整数的阶乘信息,可以用来简化求导运算,因为幂函数的连续导数的系数就是阶乘。
到目前为止,黎曼猜想还需要数学专家进一步研究。
之所以偏爱物理,是因为物理可以近似,可以由数字组成,而数学不能[捂脸]
实验证明,可以算是真理 在物理学中,但在数学中无用。