青华大学。
数学系。
刘建明身体依旧健朗,还带了七八个研究生和博士生。
见到杨学斌和郝晓晞到来,他欣喜道:“学斌,你可好久没来看我这个老头子了。晞晞,你什么时候回来的?快来坐。”
郝晓晞乖巧说道:“上午到的。”
杨学斌在沙发上坐下,微微笑道:“这是我的错,以后多来唠叨您老人家。”
刘建明摆了摆手道:“经常来就算了,我也知道你工作忙。对了学斌,今年你怎么一篇数学论文都没有?七大世纪难题,就差两个了,大家都盼着你赶紧解决呢。”
杨学斌苦笑道:“老师,今年太忙了,实在没有心力去研究数学。”
刘建明说道:“我也不是催你,就是想知道你接下来的打算,有没有时间和精力去研究数学,又准备解决哪个问题?”
杨学斌点头道:“当然有,就是霍奇猜想。我偶尔也思考过这个问题,如果没有意外的话,年后应该可以完成证明。”
何为霍奇猜想?
就是在非奇异复射影代数簇上,任一霍奇类是代数闭链类的有理线性组合。
用通俗易懂的话说,就是:任何复杂的形状,都能用一堆‘好’的乐高积木(代数方程定义的部件)给搭建出来。
那如何理解呢?
第一步:面对一个‘毛线团宇宙’。
我们可以想象一个极度复杂、扭曲、高维的几何形状,它像一团巨大无比、交织在一起的毛线。这个形状本身很美,但太过混乱,无法直接研究和描述。
第二步:用声音‘听’形状。
既然眼睛看毛线团会晕,那我们可以用‘耳朵’去听。
有一种名为‘上同调’的数学听诊器,能听出这个形状的‘声音频率’;每种‘声音’都代表了形状的一种内在的、整体的拓扑特征。
比如有没有孔洞,有几个洞。
现在,我们研究的抽象形状,就变成了研究这些更结构化的‘声音’。
第三步:核心猜想—好听的‘声音’必有‘好琴弦’。
霍奇观察到,有一类特别‘好听’、特别和谐的‘声音’,来自所谓的‘调和形势’。
于是他提出了一个惊人的猜想:
每一个这样和谐动听的声音’,都必定是由一根形状特别好、特别规整的‘琴弦’振动发出来的。
在这句话里:
‘和谐的声音’=一种特定的上同调类。
‘好琴弦’=一个由代数方程定义的几何部件(称为‘代数闭链’)。
比如圆形、椭圆曲线等。
‘发出来’=这个几何部件正好能产生那个‘声音’。
所以,霍奇猜想就是说:
在一个好的复杂几何形状里,那些用分析方法(听诊器)探测到的和谐结构,一定可以用代数学的方法(解方程)构造出具体的、漂亮的几何图形来实现它。
……
能被列为七大世纪难题,不仅仅是因为其难度,还有其重大的意义。
如果霍奇猜想被证明,其意义怎么强调都不为过:
首先:它就像是一座大桥,连接了数学的三大王国,能让数学成为一个整体。
目前数学有三大领域:分析(研究连续、微积分)、拓扑(研究形状的整体性质)、代数(研究方程和对称)。
它们像三块孤立的大陆,语言不通。
霍奇猜想就是连接这三块大陆的终极桥梁蓝图。
证明它,意味着我们找到了将‘分析’和‘拓扑’的语言,翻译成‘代数’语言的根本方法,很多问题都可以得到解决。
可以说,霍奇猜想一旦证明,数学将迎来真正的春天。
其次:它是物理学潜在的‘圣杯’。
现代理论物理的巅峰,如弦论,试图用高维复杂的几何空间来描述宇宙。
霍奇猜想提供的‘从分析到代数’的翻译工具,可能帮我们破译宇宙几何的密码,让我们能用更具体的方程来描述时空的本质,甚至可能触及万物理论的数学核心。
弦论的重要性不言而喻,它从本质上解析了整个宇宙。
最后就是能够促进人工智能的发展。
虽然不是直接相关,但霍奇猜想关于‘如何用简单组件(代数方程)构建和表征复杂对象(形状)’的核心思想,可以为AI理解复杂数据(如图像、语言)的结构,提供全新的数学框架和灵感。
刘建明一惊:“年后就能证明,你有思路了?”
今天是腊月十五,年后算到元宵,那也就是一个月的时间而已,这放在研究七大世纪难题上,换作是别人恐怕连零头都不够。
不过杨学斌嘛。
这可是能够当场证明NP完全问题的狠人,一个月解决霍奇猜想想来也不是什么难事。
杨学斌微微笑点头道:“嗯,有些思路。”
刘建明迫不及待地说道:“快跟我说说,你是怎么想的?”
杨学斌说道:“证明霍奇猜想,不能直接硬来,这就像是在打一场夺山战役,需要从不同的营地出发,进行迂回包抄的策略。”
刘建明点了点头。
他当然知道霍奇猜想的难度,直接硬刚根本找不到半点思路。
杨学斌继续说道:“我准备按三步来走。
首先是先易后难,先攻克特例,全力研究那些性质最好的几何空间,如射影代数簇,先在这些‘理想国’里验证猜想。
再证明‘弱化版’,不追求完整的对应,先证明‘存在某个倍数’代数部件能实现目标。这就像先证明‘能用乐高积木的组合包搭出轮廓’,再求精雕细琢。
其次是架设主缆——寻找跨领域的‘翻译词典’
核心桥梁是镜像对称。
最后是建立一套全新的数学语言。
如果最后能够成功,那么霍奇猜想几乎会自动成为其一个推论。”
刘建明凝眉沉思,许久才点了点头,说道:“你的思路是对的,如果真能证明,那属于我们数学的新时代就真到了。对了,你这时间够么?年后完成证明,可没多少天了?”
他先是激动,后又隐隐担忧。
毕竟杨学斌工作太忙了,每天根本抽不出多少时间来。
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