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世界上最难的数学问题之一终于被解决了(但都没有人注意到)

时间:2023-06-23 05:31:01

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世界上最难的数学问题之一终于被解决了(但都没有人注意到)

“我们发现它,而且它很出色。”

这是一个世界上最有经验的数学家们花了数十年的时间想要解决的问题,而解决方法在每一个回合都难倒他们,这个数学问题是声名狼藉的高斯相关不平等猜想(Gaussian correlation inequality,GCI)。

然后,出乎意料地,一名退休的德国统计学家俯在洗脸槽刷牙时,想出了证明。但这项证明并没有被更广泛的数学界所庆祝,而是相当地被忽略。因为这样一位不太可能的人物,怎么会比他们全部的人还聪明呢?

宾州州立大学统计学家Donald Richards告诉在量子杂志(Quanta Magazine)的Natalie Wolchover:“我知道大家研究它有40年。我自己研究了30年。”

首先在1950年代提出,但实际上在1972公式化,GCI原理听起来相当简单:

如果两个形状重叠,例如一个矩形和一个圆,击中一个重叠形状的机率,比如说以一个飞镖,也会增加击中另一个的机会。

想像它像是这样。你有一个蓝色的矩形和一个黄色的圆圈,把一个放在另外一个的上面,并且像飞镖板一样,在中心处标记一个目标。

你在目标上投掷一堆飞镖,然后很快就会发现一个钟形曲线,或是’高斯分布(Gaussian distribution),在中心处的周围形成,绝大多数的飞镖位在重叠地区。

但它不只是任何以前大量的多数,它是特定的多数,直接和重叠形状之外的飞镖数量成正比。

高斯相关不等式叙述飞镖击中组合起来的圆形和矩形的机率,总是和它落在矩形内乘上落入圆形内的机率一样高或更高。

这似乎是常识,但是尝试以数学来证明。

来自维吉尼亚大学(University of Virginia)的数学家Loren Pitt告诉量子杂志关于他在1973年第一次遇到这个问题的时候:“身为一位自负的年轻数学家…我感到震惊的是,那些自称为名声好的数学和科学人士的成年人不知道这个答案。”

他说:“大约五十年后,我依然不知道答案。”

快速前进到2014年7月17日,退休的德国统计学家Thomas Royen表示,他在刷牙时,想出如何证明GCI原理。

Wolchover在量子杂志表示:“在17日上午,他看到一个计算这个延伸GCI的关键衍生数学式子解开了证明。”

他不知道如何使用LaTeX,一个数学家通常使用的文字处理器,所以把一切写在微软的Word,并且把他的证明刊登到预印本网站(pre-print website)arXiv.org。

他把证明传送到宾州州立大学的Richards,Richards表示他马上就知道问题解决了。

数学界的其他人士就暂且不提了。

由于多年来提出的GCI原理假证明的数量,数学界已经变得很厌烦。

根据Wolchover,Royen的证明以及其他2个证明,在2015年传送给来自以色列魏茨曼科学研究院(Weizmann Institute of Science)和特拉维夫大学(Tel Aviv University)的Bo’az Klartag。

Klartag读到的第1个证明有1个错误,他把Royen的证明和第3个证明放在一边,很快地就被遗忘。

Royen并没有烦扰,而且以他知道的唯一方式把他的证明送到一个名为远东理论统计学期刊(Far East Journal of Theoretical Statistics)的无名期刊,过去的12个月他在这份期刊的编辑委员会任职。

这个明显的成见并没有被数学界的其他人士接受,但是Royen没有特别的困扰。

他告诉Wolchover:“我习惯被来自[顶尖]德国大学的科学家忽视。对于建立关系网和许多接触,我没有那么有才华,我不需要这些东西来提升我的生活品质。”

幸运的是,有2位被Royen说服的人,波兰数学家RafałLatała和他的学生Dariusz Matlak,他们写下Royen证明的自己的版本,并在2015年年底刊登在线上预印本资料库。

如同他们在摘要中解释:

“由于Thomas Royen的关系,这份记录的目的是要以独立的方式呈现高斯相关不平等猜想的出色证明。虽然方法是相当简单和基本的,但我们发现原来的论文并不容易领会…

我们决定重组一点Royen的证明,仅限于高斯例子,并加入一些缺少的细节。我们希望这样的方式,更广泛的读者可以欣赏Royen出色的成果。”

由于这篇新论文,大家开始注意,而且在过去的12个月,消息终于传遍数学界,Royen的证明是真的。

在这个证明之后,还有一些附带的问题需要回答,但或许所有他们最大的问题是,在网络时代,每个人是如何错失这个证明呢?

Klartag告诉量子杂志:“这很清楚是在非常容易沟通的时代的一个沟通不足。”

“但无论如何,至少我们发现它,[而且]它很出色。”

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网友评论
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显示评论内容(2)
  1. 逍遥竹2023-11-19 16:00逍遥竹[天津市网友]103.227.207.86
    没人注意到吗?这简直太遗憾了!数学界突破应该得到更多重视和赞颂。
    顶3踩0
  2. 沙漠红杨2023-09-05 22:45沙漠红杨[四川省网友]203.1.18.173
    哇真吗?这太不可思议了!数学界大事件竟没有受到应有关注。
    顶0踩0
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