止步89歲!宣布證明黎曼猜想后,數(shù)學大師阿蒂亞爵士突然逝世

Lynn 7年前 (2019-01-12)

偉大的數(shù)學家隕落。

當?shù)貢r間1月11日,牛津大學數(shù)學所網(wǎng)頁發(fā)布消息宣布,阿蒂亞爵士去世,享年89歲。

不久前,他還曾在2018年的海德堡桂冠論壇(HLF)上做了講座 ,稱已經(jīng)找到了黎曼假設的證明。這件事曾引起很大反響,當時在國內也一度掀起了黎曼猜想普及熱潮。

從當時的演講來看,本人身體還十分健碩,現(xiàn)場也神采奕奕、幽默不斷,此次去世的消息讓人意外。目前,死亡原因未知。

阿蒂亞與黎曼猜想

2018年9月,在德國海德堡獲獎者論壇演講之前,阿蒂亞提前公布了他當時要演講的摘要,稱:“黎曼猜想是1859年提出的著名問題,至今懸而未決。我會基于馮·諾依曼(1936)、希策布魯克(1954)和狄拉克(1928)的相關工作,給出一個使用全新方法的簡潔證明。”話語一出,在數(shù)學界里引起了巨大的轟動。

9月24日上午,只用了短短5頁紙的ppt,阿蒂亞就完成了他的證明,因為過于簡潔,當時還讓提問環(huán)節(jié)陷入了迷之尷尬,也引來了后期如潮的爭議。

關于阿蒂亞的證明過程,簡言之,就是他首先假設黎曼猜想是正確的,接著他引入了一個新的函數(shù)(Todd函數(shù)),然后將Todd函數(shù)(T(S))與zeta函數(shù)關聯(lián),并在兩者的基礎之上定義了新的F(s),最后透過對F(s)的簡單性質研究反推出zeta函數(shù)的性質,從而證明黎曼猜想。

由于當時流出的材料過于簡潔,幾乎每一步的推演都是“證明從略”,因而引發(fā)了外界巨大的爭議。并且,這項證明的核心——Todd函數(shù),它更是專屬于阿蒂亞及其門徒的內部研究成果,即關于該函數(shù)的研究,阿蒂亞和他的弟子們最有發(fā)言權,其他人想插嘴也不容易。

對于阿蒂亞的證明,各界最大的質疑在兩處:一是立論基礎——精細結構常數(shù);二是Todd函數(shù)。首先,阿蒂亞采用的精細結構常數(shù)α,其本身在物理界的“名聲”就不好。原先,精細結構常數(shù)在量子電動力學中是一個很有名的基本常數(shù),其數(shù)值約等于一百三十七分之一(并非精確相等)。后來,很多物理學家嘗試從諸多數(shù)學角度給出解釋和推導,但都以失敗告終。因此,現(xiàn)在,對于α的研究在物理學界被默認為是“放飛自我”。在這一證明被公布后,對于阿蒂亞引用精細結構常數(shù)α作為立論基礎這一行為,眾人表示深深的懷疑;其次,對于Todd函數(shù)引用的嚴謹程度,有人曾寫上一頁的論文來回“懟”。在分析中,作者給出了兩點疑惑:一是作者根據(jù)阿蒂亞給出的公式分析出Todd函數(shù)不是在全平面可解析的,這與老爺子給出的前提矛盾;第二,作者指出阿蒂亞并未嚴謹?shù)慕o出他在采用zeta函數(shù)時的限定條件,因此其中存在一定的矛盾。

在已有的評論中,加州大學河濱分校(University of California, Riverside)的數(shù)學物理學家John Baez 是少數(shù)幾個愿意對阿蒂亞的主張發(fā)表批評意見的人之一。他指出:“該證明只是將一個大膽的主張疊加在另一個之上,沒有任何關聯(lián)的論證和真正的證據(jù)。”

因論文細節(jié)阿蒂亞未公布,所以他對黎曼猜想的證明至今懸而未決。當然,不公布論文細節(jié)確也事出有因。阿蒂亞表示,其實他已經(jīng)寫了多篇論文,最長的一篇是關于精細結構常數(shù)。但發(fā)表不易,因為到了他這個年紀,人們(雜志)就不再發(fā)表他的論文,年紀太大了,而且肯定有錯。他解釋道:“我甚至提交到了arXiv 上,但它們不接收。”

愛數(shù)學愛家鄉(xiāng),邁克爾·阿蒂亞

阿蒂亞于1929年出生于英國倫敦,是當代最偉大的數(shù)學家之一,其主要專注的領域是幾何,他一生都在推動數(shù)學學科的進步。

阿蒂亞的父親愛德華是黎巴嫩人,他的母親吉姆是蘇格蘭人。愛德華的父親是喀土穆的一名醫(yī)生,曾在牛津布拉塞諾斯學院接受教育,并在喀土穆?lián)喂珓諉T,同時他還是一名作家,并在第二次世界大戰(zhàn)期間建立了無線電廣播服務;母親雖然是蘇格蘭血統(tǒng),卻是約克郡教堂牧師的女兒。她住在牛津,曾在那里的大學學習。

阿蒂亞是家中的長子。受到家庭的影響,阿蒂亞對英國牛津有著迷之執(zhí)著,因此后來輾轉之間,最終他還是留在牛津。在一次采訪中,他曾談到自己的父親:“我父親的主要夢想是去牛津,他想把自己變成一個英國人。”

戰(zhàn)爭曾讓他們離開家鄉(xiāng)一段時間,但在1945年二戰(zhàn)戰(zhàn)爭結束后,他就隨父親愛德華回到英格蘭永久居住。阿蒂亞就讀于英國數(shù)學學院最好的學校之一——曼徹斯特文法學校,并且盡管當時他只有十六歲,但他已經(jīng)在開羅維多利亞學院的兩年級考試中領先他的A級考試,數(shù)學才華初露。

1947年,他獲得了劍橋大學三一學院的獎學金。但他并沒有立即去讀書,而是選擇服役兩年。在服役期間,他曾擔任文職人員,并借此機會學習數(shù)學。當時,他讀了哈代和萊特的數(shù)論,還有關于群論的文章。

1949年秋,他回到三一學院讀書。和同學相比,Atiyah是最老的學生之一,但憑借出色的才能和成熟,以及他在之前所做的學習,他排名第一。當時雖然還是一名本科生,但他已經(jīng)可以寫出第一篇論文:關于扭曲立方體切線的注釋。

1952年畢業(yè)并獲得學士學位后,Atiyah繼續(xù)在劍橋大學三一學院進行研究,并于1955年獲得博士學位,主題是代數(shù)幾何拓撲方法的一些應用。并且,在1955年7月,阿蒂亞與妻子Lily結婚。

Atiyah在1955年至1956年的會議期間被授予英聯(lián)邦高級研究所的英聯(lián)邦研究員,在普林斯頓呆過一段時間,但最終他還是回到英國,他從1957年開始擔任劍橋大學大學講師,1958年擔任彭布羅克學院研究員。他一直留在劍橋,直到1961年他在牛津大學讀書,他才開始與牛津大學結緣。

很快,1965年,Atiyah就在牛津大學擔任著名的Savilian幾何學教授。1969年被任命為普林斯頓大學高級研究所數(shù)學教授,他又輾轉去往普林斯頓大學。三年后,Atiyah再次回到英國,被評選為牛津大學皇家學會研究教授、牛津大學圣凱瑟琳學院的院士,并終身留在了牛津。

此次,對于阿蒂亞的生平工作,牛津大學數(shù)學所給出這樣的評價

“邁克爾(阿蒂亞)是數(shù)學巨人。他曾擔任牛津大學薩維爾幾何教授、皇家學會會長,劍橋大學三一學院碩士、艾薩克牛頓研究所創(chuàng)始主任和萊斯特大學校長。他于1966年獲得菲爾茲獎,2004年獲得阿貝爾獎。

邁克爾的工作跨越了許多領域。他與Hirzebruch一起奠定了拓撲K理論的基礎,這是代數(shù)拓撲中的一個重要工具,它描述了空間可以被扭曲的方式。他的Atiyah-Singer指數(shù)定理在1963年與Singer證明,不僅是19世紀的廣義經(jīng)典結果,如Riemann-Roch定理和Gauss-Bonnet定理,他的老師Hodge在20世紀30年代對諧波積分的研究,還有Hirzebruch的工作,但也提供了分析和拓撲之間的一個全新的橋梁,它也可以作為一種機制,為數(shù)字理論和群體表征之間的領域提供身份的結構。他最近的工作受到理論物理學的啟發(fā),特別是瞬間和單極子,它們負責量子場理論中的一些微妙修正。”

真假將隨風而去?

對于各方關于黎曼猜想證明的批評,阿蒂亞當時早有預料,他在演講之前的一封電子郵件中就表示:演講的觀眾中會有睿智的年輕學者,以及經(jīng)驗豐富的老科學家。我要做的是把自己拋入獅群之中,希望能夠全身而退。

阿蒂亞的去世讓人心痛,數(shù)學歷史長河中又一繁星隕落。

同時我們心生疑問,在掀起這樣的大潮之后,關于黎曼猜想的證明最終會隨著他的去世隨風而去,還是手稿發(fā)表、水落石出?一切未可知。

總之,祝愿阿蒂亞一路走好。

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