“下面,有請來自於中國水木大學的君信先生做關於本次大會的主題報告,大家歡迎!” 一陣熱烈的掌聲之後,君信站到了演講台上來,展開了他的稿子,看著下面開始說道:
“各位同仁,女士們,先生們,大家好。非常感謝國際晶體學聯合會學術委員會的全體同仁對我的支持,說實話,我到現在也不敢相信,你們居然真的敢如此大膽的啟用我這個名不見經傳的毛頭小子做這麽大的一件事情,為此我感到非常的榮幸,也感到非常的惶恐。”
“好了,閑話不多說了,我們開始進入到正題。因為我是一個專業的數學家,而且我的研究大多數的集中在了數學上,所以我今天演講的主題,就叫做數學與準晶體。”
“準晶體這種物質,在我看來,是大自然的一個玩笑。19世紀,對晶體的研究導致了對歐幾裡德空間中可能存在的離散對稱群種類的完整列舉。人們已經證明:在三維歐幾裡德空間中,所有離散對稱群僅包含3次、4次或6次的旋轉。之後,數學家羅傑?彭羅斯發現了平面“彭羅斯拚磚法”。準晶陣列是二維彭羅斯拚磚法的三維模擬。
然而大自然在給化學晶體學開了一個玩笑的同時,也給數學開了一個玩笑,就是準晶和黎曼ζ函數零點在行為的相似性。黎曼ζ函數零點令數學家們著迷,因為所有的零點都落在一條直線上,沒有人知道這是為什麽。著名的黎曼猜想是指:除了平凡的例外,黎曼ζ函數零點都在一條直線上。100多年來,證明黎曼猜想一直是年輕數學家們的夢想。我現在大膽提議:也許可以用擬晶體來證明黎曼猜。也許這對於數學家來說有點無聊(包括我本人)。然而,我將這個問題放到你們面前,希望你們嚴肅思考。年輕時的物理學家裡奧?齊拉特不滿意摩西的十條誡命,寫了新十誡來替換它們。齊拉特的第二條誡律說:“行動起來,向有價值的目標前進,不問這些目標是否能達到:行動是模范和例子,而不是終結。”齊拉特踐行了他的理論。他是第一個想象出核武器的物理學家,也是第一個積極以行動反對核武器使用的物理學家。他的第二條誡律也適用於這裡。黎明猜想的證明是一個值得為之的目標,我們不應該問這個目標是否能實現。我將給你們一些這個目標可以實現的暗示。
直到最近,純數學領域還有兩個未解決的超級問題:費馬大定理的證明和黎曼猜想的證明。對費馬大定理的證明不只是一個技術絕技,它的證明還需要發現和探索數學思想的新領域,這比費馬大定理本身更遼闊更重要。正因如此,對黎曼猜想的證明也將導致對數學甚至物理學諸多不同領域的深刻認識。黎曼ζ函數和其他ζ函數也類似,它們在數論、動力系統、幾何學、函數論和物理學中普遍存在。ζ函數仿佛是通向各方路徑的交叉結合點。對黎曼猜想的證明將闡明所有這些關聯。就像每一位純數學領域裡嚴肅的學生一樣。對證明黎曼猜想,我有一些模糊不清的想法,在準晶體被發現後,我的想法不再模糊。我認為或許可以通過對準晶體的研究從而獲得對黎曼猜想的證明。反過來說,或許深入的了解準晶體這種組織的結構信息,或許就可以用來證明黎曼猜想。”
“前不久,尊敬的沃特尼教授提出建議,想要對現在的晶體結構進行修改,在詢問我的意見的時候,本著數學家的想法,我給準晶體的定義如下:一個準晶體是離散點群的分布,
它們的傅立葉變換是離散點頻率。或簡而言之,一個準晶體是一個有純點譜的純點分布。這個定義包括了作為特例的普通晶體,它們是擁有周期譜的周期分布。” “不過很顯然,作為一個數學上的定義,這並沒有被采納,原因是沃特尼教授告訴我,我們無法用這樣複雜難懂的語言告訴普通大眾或者高年級的學生以及大學生,準晶體究竟是什麽。”
“粗略的對準晶體進行一個歸類劃分,那麽就以維度的標準,顯然最簡單的是高維的三維準晶體,因為它們都是正二十面體的變形;對平面的二維準晶體來說,粗略地講,一個獨特的類型與平面上每個正多邊形都相關聯。最為複雜的是一維的準晶體,這也是我認為它與黎曼函數相關的原因。”
“如果黎曼猜想是正確的,那麽根據定義,ζ函數零點就會形成一個一維擬晶體。它們在一條直線上構成了點質量(pointmasses)的一個分布, 它們的傅利葉變化同樣也是一個點質量分布,前者的點質量位於每個素數的對數處,其傅裡葉變換點質量位於每個素數的冪的對數處。”
“假設我們並不知道黎曼猜想是否正確。我們從另一個角度來解決問題。我們努力獲得一維擬晶體的一個全數調查和分類。這就是說,我們列舉和分類擁有離散點譜的所有點分布。然後,我們發現眾所周知的與PV數相關的準晶體,以及其它已知或未知的擬晶體世界。在其它眾多的擬晶體中,我們尋找一個與黎曼ζ函數相對應的準晶體,尋找一個與其它類似黎曼ζ函數的每個ζ函數相對應的擬晶體。假設我們在擬晶體細目表中找到了一個擬晶體,其性質等同於黎曼ζ函數零點。然後我們證明了黎曼猜想。”
“然後,我們定義了所有的準晶體,也同時解決了一個數學上最難解決的一個問題。雖然,這看起來或許只是一個妄想。因為定義一維準晶體的準確形態的難度不下於解決一個費馬大定理的難度,想要去完整的找出所有的一維準晶體,也就要做好了去解決一個難度不下於解決費馬大定理的難題。總而言之,或許又是一個遙遙無期的問題。”
“數學與準晶體之間的關系又豈止是一個黎曼猜想的問題?對於它與數學的關聯何其多也,下面我將簡要的說明兩者之間的一些聯系。”
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