数论人生

数论是一门学科,也是我的人生。有人把酒论英雄,我用数字描天下。
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数学表达式

(2024-07-04 17:06:19) 下一个

很多物理学家们都致力于建立一个大一统的理论,即所谓的GUT (Grand Unification Theory)。这可能吗?物理,还有化学、生物科学,都是实验科学,讲究的是实验数据;在超微观世界里,那些状态数据不是人类所能够观测到的。我们需要人的大脑去思考,以建立某种合理的模型。宏观观测所得到的统计数据需要通过合理、可靠的数量计算去找到某种内在规律,也就是各统计指标之间的相互关系。

问题是,数学表达式的基数是2^c, 其中c为连续基数。其中所包含的关联法则比所有的自然规则更多,目前还没有一个统一的表示方法。谁能写出一个表达式,它包含所有的宇宙运行规则?是拉格朗日函数(Lagrangian),还是Schrodinger的波函数?是爱因斯坦的引力场方程,还是Navier 和Stokes的流体运动方程?这些方程的全部解的表示式还没有写出。

现在的数学体系那么庞大,难道就真的没有办法将其统一?经过多年的演算,我终于找到了一个办法:各种函数都可以用复函数的路径积分表示,从而各种形体也可以用复变量表出,各种函数运算都可以积分化。

有人说,数学的最后发明是微积分,但是还不完全。牛顿-莱布尼兹的积分只是所有积分的一种,函数可积的条件是连续性—一般的函数达不到。在勒贝格积分中,函数只要是可测的。勒贝格的理论还揭示了,一个函数黎曼可积的充分必要条件是,其不连续点的集合具有零测度。费曼(Feynmann)的路径积分是复积分的推广,它不限制路径的条数,可以趋向于无穷大,只要引入适当的收敛因子即可。

收敛因子是人为构造出来的。为了把一个系统的状态数据纳入一个表达式中,我们通常构造一些生成函数。为了保证其收敛性,必须引入收敛因子。收敛因子的形式取决于数据的阶;当数据的阶不超过总数据量N的某个多项式时,生成函数中引入幂x^n即可。若数据呈指数级增长,就要除以Gamma(阶乘)函数;如果数据的阶达到Exp(N^p),可以引入因子Exp(-a * n^p)),其中,a 为正实数,p为有限正数。

幸运的是,自然界里所有物体的状态变量的个数总是可数的,正所谓“上帝创造整数”,阶乘已经足够了,并不需要无穷大的无穷大次方。而且,按照Stirling的公式,N!几乎就是(N/e)^N。我用复积分的方法算出了两个特别矩阵的逆矩阵;因而,单个变量的函数都可以用它在整数变量处的值唯一确定。包括数论中的积性函数,都可以用复积分表出。

数学的最终目的是解方程,也就是要把一个表达式写成乘积的形式;这样的话,式子的所有取值范围便能严格确定。对于一个单变量函数,它的零点和极点需要先被定位,再去估计区间。为了估计范围,可先确定变号数,为此先要把式子积分化,然后把被积函数分解因式,再用位相法等近似计算方法去估计最大值所在区间。如果是多变量函数,则用带入或者消元的办法去求解;这里需要无穷级数的乘除法,必须要用递归的办法再取极限。

说来容易做来难。为了把上述过程用数学符号表示出来,我用了200多页;不过比起英国数学家James Wiles证明费马大定理所用的1000多页,这算是少的了。有了这种一般的表达式,哥德巴赫猜想和黎曼猜想也被我写出来了。任何场论的方程的解也是可以写出来的;相干光的谱表示也行。要是我有实际材料就好了,一定把这个宇宙的最终秘密物理演示出来。

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