西格尔零点

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西格尔零点西格尔零(英語:Siegel zero)、兰道-西格尔零点(英語:Landau-Siegel zero)、異常零点(英語:exceptional zero[1]),是以德国数学家愛德蒙·蘭道卡爾·西格爾命名的一種对廣義黎曼假設潛在反例解析數論猜想,是關於與二次域相關的狄利克雷L函數的零點。粗略說,這些可能的零點在可量化的意義上可以非常接近s = 1


動機和定義 编辑

狄利克雷L函數有與黎曼ζ函數相似的無零點區域。

西格爾零點存在所造成的結果 编辑

盡管一般預期廣義黎曼猜想是對的,但由於「西格爾零點不存在」的猜想依舊開放之故,因此研究「假如廣義黎曼猜想如此的反例存在的話,會有什麼結果」,也是一個令人感興趣的題目。

另一個研究如此可能性的理由,是迄今為止,部分的無條件證明要分成兩部分:第一部分是假定西格爾零點不存在,第二部分是假定西格爾零點存在,並證明說想要的定理在這兩種狀況下都成立。一個如此為之的經典案例是關於算數數列中最小的質數英语primes in arithmetic progression林尼克定理

以下是在西格爾零點存在的狀況下,所會造成的結果。

存在無限多個孿生質數 编辑

Heath-Brown英语Roger Heath-Brown在1983年做出的一個令人驚訝的結果[24],用陶哲軒的話,[25]可如下陳述:

  • 定理(Heath-Brown, 1983):以下兩个命题至少有一為真:(1)不存在西格爾零點;(2)存在有無限多的孿生質數。

換句話說,如果(1)不成立,也就是西格爾零點存在的話,那(2)就必須成立;反之若(1)成立,也就是西格爾零點不存在的話,那(2)是否成立依舊是未知數。

篩法的奇偶性問題 编辑

篩法的奇偶性問題指的是篩法無法顯示出篩選出的整數有奇數個或偶數個質因數這樣的問題。

這使得很多運用篩法的估計,像是使用線性篩(linear sieve)做出的估計,[26]會以一個2的因子,與預期值產生誤差。

在2020年,關維英语Andrew Granville[27]證明說假若西格爾零點存在,那麼篩法篩選區間的一般上界就是最佳的,換句話說,在這種狀況下,奇偶性多出來的這個2的因子,就不會是篩法的人為限制。

另見 编辑

參考 编辑

  1. ^ 1.0 1.1 See Iwaniec (2006).
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  25. ^ Heath-Brown's theorem on prime twins and Siegel zeroes. What's new. 2015-08-27 [2021-03-13]. (原始内容存档于2022-11-11) (英语). 
  26. ^ See Chapter 9 of Nathanson, Melvyn B. Additive Number Theory The Classical Bases. Graduate Texts in Mathematics. New York: Springer-Verlag. 1996 [2022-11-07]. ISBN 978-0-387-94656-6. (原始内容存档于2021-08-02) (英语). 
  27. ^ Granville, A. Sieving intervals and Siegel zeros. 2020. arXiv:2010.01211  [math.NT].