西格尔零点

维基百科,自由的百科全书

西格尔零点西格尔零(英语:Siegel zero)、兰道-西格尔零点(英语:Landau-Siegel zero)、异常零点(英语:exceptional zero[1]),是以德国数学家爱德蒙·兰道卡尔·西格尔命名的一种对广义黎曼假设潜在反例解析数论猜想,是关于与二次域相关的狄利克雷L函数的零点。粗略说,这些可能的零点在可量化的意义上可以非常接近s = 1


动机和定义[编辑]

狄利克雷L函数有与黎曼ζ函数相似的无零点区域。

西格尔零点存在所造成的结果[编辑]

尽管一般预期广义黎曼猜想是对的,但由于“西格尔零点不存在”的猜想依旧开放之故,因此研究“假如广义黎曼猜想如此的反例存在的话,会有什么结果”,也是一个令人感兴趣的题目。

另一个研究如此可能性的理由,是迄今为止,部分的无条件证明要分成两部分:第一部分是假定西格尔零点不存在,第二部分是假定西格尔零点存在,并证明说想要的定理在这两种状况下都成立。一个如此为之的经典案例是关于算数数列中最小的质数英语primes in arithmetic progression林尼克定理

以下是在西格尔零点存在的状况下,所会造成的结果。

存在无限多个孪生质数[编辑]

Heath-Brown英语Roger Heath-Brown在1983年做出的一个令人惊讶的结果[24],用陶哲轩的话,[25]可如下陈述:

  • 定理(Heath-Brown, 1983):以下两个命题至少有一为真:(1)不存在西格尔零点;(2)存在有无限多的孪生质数。

换句话说,如果(1)不成立,也就是西格尔零点存在的话,那(2)就必须成立;反之若(1)成立,也就是西格尔零点不存在的话,那(2)是否成立依旧是未知数。

筛法的奇偶性问题[编辑]

筛法的奇偶性问题指的是筛法无法显示出筛选出的整数有奇数个或偶数个质因数这样的问题。

这使得很多运用筛法的估计,像是使用线性筛(linear sieve)做出的估计,[26]会以一个2的因子,与预期值产生误差。

在2020年,关维英语Andrew Granville[27]证明说假若西格尔零点存在,那么筛法筛选区间的一般上界就是最佳的,换句话说,在这种状况下,奇偶性多出来的这个2的因子,就不会是筛法的人为限制。

另见[编辑]

参考[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 See Iwaniec (2006).
  2. ^ See Satz 4, §5 of Zagier (1981).
  3. ^ χ (mod q) is even if χ(-1) = 1, and odd if χ(-1) = -1.
  4. ^ Grönwall英语Thomas Hakon Grönwall, T. H. Sur les séries de Dirichlet correspondant à des charactères complexes. Rendiconti di Palermo. 1913, 35: 145–159. S2CID 121161132. doi:10.1007/BF03015596 (法语). 
  5. ^ 5.0 5.1 Landau英语Edmund Landau, E. Über die Klassenzahl imaginär-quadratischer Zahlkörper. Göttinger Nachrichten. 1918: 285–295 (德语). 
  6. ^ Titchmarsh英语Edward Charles Titchmarsh, E. C. A divisor problem. Rendiconti di Palermo. 1930, 54: 414–429. S2CID 119578445. doi:10.1007/BF03021203. 
  7. ^ See Chapter 16 of Davenport (1980).
  8. ^ Landau英语Edmund Landau, E. Bemerkungen zum Heilbronnschen Satz. Acta Arithmetica英语Acta Arithmetica. 1936: 1–18 (德语). 
  9. ^ Siegel, C. L. Über die Klassenzahl quadratischer Zahlkörper [On the class numbers of quadratic fields]. Acta Arithmetica英语Acta Arithmetica. 1935, 1 (1): 83–86 [2022-11-07]. doi:10.4064/aa-1-1-83-86可免费查阅. (原始内容存档于2018-03-10) (德语). 
  10. ^ Tatuzawa, T. On a theorem of Siegel. Japanese Journal of Mathematics. 1951, 21: 163–178. doi:10.4099/jjm1924.21.0_163. 
  11. ^ Weinberger, P. J. Exponents of the class group of complex quadratic fields. Acta Arithmetica. 1973, 22 (2): 117–124. doi:10.4064/aa-22-2-117-124. 
  12. ^ See (11) in Chapter 14 of Davenport (1980).
  13. ^ Theorem 10.5.25 in Cohen, H. Number Theory: Volume II: Analytic and Modern Tools. Graduate Texts in Mathematics, Number Theory. New York: Springer-Verlag. 2007. ISBN 978-0-387-49893-5 (英语). .
  14. ^ Lemma 8 in Stark, H. M. Some effective cases of the Brauer-Siegel Theorem. Inventiones Mathematicae. 1974-06-01, 23 (2): 135–152. ISSN 1432-1297. S2CID 119482000. doi:10.1007/BF01405166 (英语). 
  15. ^ 15.0 15.1 Granville, A.; Stark, H.M. ABC implies no "Siegel zeros" for L-functions of characters with negative discriminant. Inventiones Mathematicae. 2000-03-01, 139 (3): 509–523. ISSN 1432-1297. S2CID 6901166. doi:10.1007/s002229900036 (英语). 
  16. ^ Goldfeld, Dorian M. The class number of quadratic fields and the conjectures of Birch and Swinnerton-Dyer. Annali della Scuola Normale Superiore di Pisa - Classe di Scienze. 1976, 3 (4): 623–663 [2022-11-07]. (原始内容存档于2022-11-07) (法语). 
  17. ^ Theorem II.4.1 in Silverman, Joseph H., Advanced topics in the arithmetic of elliptic curves, Graduate Texts in Mathematics 151, New York: Springer-Verlag, 1994, ISBN 978-0-387-94325-1 .
  18. ^ Táfula, C. On Landau–Siegel zeros and heights of singular moduli. Acta Arithmetica. 2021, 201: 1–28. S2CID 208138549. arXiv:1911.07215可免费查阅. doi:10.4064/aa191118-18-5. 
  19. ^ Colmez, Pierre. Periodes des Varietes Abeliennes a Multiplication Complexe. Annals of Mathematics. 1993, 138 (3): 625–683 [2022-11-07]. ISSN 0003-486X. JSTOR 2946559. doi:10.2307/2946559. (原始内容存档于2022-11-07). 
  20. ^ Colmez, Pierre. Sur la hauteur de Faltings des variétés abéliennes à multiplication complexe. Compositio Mathematica. 1998-05-01, 111 (3): 359–369. ISSN 1570-5846. doi:10.1023/A:1000390105495可免费查阅 (英语). 
  21. ^ See the diagram in subsection 0.6 of Colmez (1993). There is small typo in the upper right corner of this diagram, that should instead read "".
  22. ^ Proposition 2.1, Chapter X of Cornell, G.; Silverman, J. H. (编). Arithmetic Geometry. New York: Springer-Verlag. 1986 [2022-11-07]. ISBN 978-0-387-96311-2. (原始内容存档于2021-05-06) (英语). 
  23. ^ Consequence of the functional equation英语Dirichlet L-function#Functional equation, where γ = 0.57721... is the Euler–Mascheroni constant英语Euler–Mascheroni constant.
  24. ^ Heath-Brown, D. R. Prime Twins and Siegel Zeros. Proceedings of the London Mathematical Society. 1983-09-01, s3–47 (2): 193–224. ISSN 0024-6115. doi:10.1112/plms/s3-47.2.193 (英语). 
  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可免费查阅 [math.NT].