就和论文的标题一样,这这篇只有九页的论文里,黎曼直接给出了素数计算函数的准确表达式,只是他的论文过于简略,并没有明确证明过程,以至于即便到了今天,我们也只是证明出了其中的一小部分内容。
更令人遗憾的是,1866年,年仅40岁的天才数学家黎曼就因为肺结核去世了。
否则,也许黎曼猜想在今天,早已不是猜想了。
黎曼给出的表达式pi;(x)由两部分组成,一部分是J(x),这就是黎曼给出的素数计算函数,由这个函数可以计算出一个pi;(x)的近似值。
另外一部分是对J(x)的修正项,mu;(n)/n。
通过修正项的修正之后,所得到的数值就是准确的pi;(x)的值了。
但说到这里,仿佛还是没有提到前面说的两个问题,黎曼zeta;函数和它的非平凡零点。
接下来我们首先说一下黎曼zeta;函数,它可以表示为zeta;(s),之所以用这个函数是在复数域上的函数,复数域函数的自变量用s而不是x来表示。
至于什么是复数,如果再扩展来讲,那就真的太浪费篇幅了,这里略过不提。
言归正传,当我们解zeta;(s)=0的这个方程的时候,我们可以得到两种类型的解。
第一,也是一个简单的解,s=-2n,也就是所有的负偶数。
显然这很简单,所以也叫做平凡解,或者叫做平凡零点。
第二,s=a+bi,很明显这是复数解。
复数解非常复杂,至今没有找到所有的答案,所以也被成为非平凡解,或者非平凡零点。
现在,我们已经知道什么是黎曼zeta;函数,也知道什么是它的非平凡零点了,那么它和前面说道的黎曼给出的素数计算函数又有什么关系呢?
简单的说就是,黎曼提出的素数计算函数的其中部分就包含了黎曼zeta;函数的非平凡零点rho;,而如果我们可以知道所有的rho;,就可以得到精确的pi;(x)。
也就是说,证明黎曼猜想就是要证明,rho;的所有实部Re(rho;)=1/2。
而如果能够证明黎曼猜想,我们将能够在关于素数分布了解上前进一大步,可以说黎曼猜想是目前素数领域最重要的猜想。