[欧拉数学]黎曼ζ函数
By 苏剑林 | 2011-11-18 | 50237位读者 | 引用欧拉数学的魅力在于,它运用类比的方法,把各个看似毫无关联的领域联系了起来,生动而巧妙地得出了正确的结果。他对$\frac{1}{1^2}+\frac{1}{2^2}+\frac{1}{3^2}+\frac{1}{4^2}+...=\frac{\pi^2}{6}$的计算便是一个典型的例子。虽然论证过程未必严谨,但是那“神奇”的推导已经令我们拍案叫绝,而且往往发人深思。这种效果通常是严格论证难以实现的,它不仅给予我们答案,而且还给予了我们启迪:新的思想,新的方向;有时,它还揭示了各个学科之间内在而深刻的联系。下面我们来观察一下数论中的“黎曼ζ函数”和“金钥匙”!
黎曼ζ函数指的是:
$$\xi (s)=\sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{n^s}=\frac{1}{1^s}+\frac{1}{2^s}+\frac{1}{3^s}+\frac{1}{4^s}+...$$
本来s应该是一个实数,但是将复分析引入数论后,将s推广至复数具有更大的研究价值。
[欧拉数学]素数倒数之和
By 苏剑林 | 2011-11-19 | 37842位读者 | 引用上一篇文章我通过欧拉数学的方式简单地讲了数论中的“黎曼ζ函数”和“金钥匙”。事实上,这把“金钥匙”与很多问题之间的联系已经被建立了起来,换句话说,“金钥匙”已经插入到了相应的“锁孔”中,数学家的工作就是要把这个金钥匙“拧动”,继而打开数学之门!
接下来我们看看如何证明所有素数的倒数之和发散的。在入正题之前,我们得需要看一个引理:
无限数列${a_n}$的每一项都大于0,那么$\sum\limits_{n=1}^{\infty} a_n$与$\prod\limits_{n=1}^{\infty} \left(1+a_n\right)$的敛散性相同。换句话说,两者互为充分必要条件!
[欧拉数学]素数定理及加强
By 苏剑林 | 2011-11-19 | 43213位读者 | 引用1798年法国数学家勒让德提出:
$$\pi(n)\sim\frac{n}{\ln n}$$
这个式子被成为“素数定理”(the Prime Number Theorem, PNT)。它表达的是什么意思呢?其中$\pi(N)$指的是不大于N的素数个数,$\frac{N}{\ln N}$是一个计算结果,符号~叫做“渐近趋于”,整个式子意思就是“不大于N的素数个数渐近趋于$\frac{N}{\ln N}$”;简单来讲,就是说$\frac{N}{\ln N}$是$\pi(N)$的一个近似估计。也许有的读者会问为什么不用≈而用~呢?事实上,~包含的意思还有:
$$\lim_{N-\infty} \frac{\pi(N) \ln N}{N}=1$$
昨晚上演了一场精彩的月全食。
在广东,晴天的代价果然是寒冷。我们这里从星期一开始就很闷热,天空很多云;前天开始转冷,我就想有好戏看了。果不其然,昨天晚上出现了难得的晴天,大家都看到了一场精彩的月全食——全班、甚至全校都出动了,晚自习都不上了!
我喜欢这样精彩的天象,我更喜欢这样的氛围:全场出动,围观盛会!在这过程中,拿着小双筒、小单筒,对着月光,对着星星,慢慢地看着月亮缺块、变暗,感觉多美,仿佛仙境。我们班的“兔子”都说要在全盛时刻“奔月找嫦娥”,哈哈。
虽然很冷,但是大家的热情很高(遗憾的是忘记拍几张照片了)。我们谈到了下一次的月食、日食,我们相约在高考前夕——5月21日和6月6日——共赏日环食和金星凌日。哇!太棒了!
^_^
谨此留念。
混沌的世界——“星之轨迹”的研究
By 苏剑林 | 2012-01-13 | 38531位读者 | 引用(本文已被刊登在2012年1月的《天文爱好者》上,于笔者而言这是一份很棒的新年礼物!)
在去年第七期《天爱》上,我们看到了N体问题所呈现出来的一些对称、漂亮的周期轨道,这体现了N体问题和谐有序的一面。但是这仅仅是N体问题的冰山一角,笔者也提到过N体问题的本质是混沌、无序的,通俗来讲就是非常乱,无法用数学方程来精确描述。这看起来是一种不完美。但试想,探索当初伽利略将望远镜对准月球后,看到的是如想象中光滑的月面,那么他还会惊叹宇宙的神奇吗?
本文就让我们来更深入地了解一下N体问题的研究历史。
观测&拟合时代
由于人类的自我优越感以及日月星辰东升西落的经验,让我们长期都认为地球是宇宙的中心。第一个比较系统提出地心说的人当属天文学家欧多克斯(Eudoxus,死于公元前347年左右),但他的地心说是非常粗糙的,以至于无法解释很多基本现象,如无法准确预言日食和解释行星逆行等。但亚里士多德接受了地心说,并且由于他在政治和科学上的权威,使地心说免去了夭折的命运。后来托勒密通过他的本轮,完善了地心说,使之延续到了16世纪。
今天出发,奔向自招考试...
By 苏剑林 | 2012-02-10 | 32213位读者 | 引用对于教育界来说,在二月自招是一个热门的话题。各个高效的自主招生考试都在二月如火如荼地开始了。前几天山东大学的考试以及复旦大学的“千分考”都已经进行了,明天“北约”和“华约”都将举行它们的自招笔试。BoJone作为去年夏令营营员的一份子,也有机会去参加北大的笔试。
由于明天八点就开始考试了,所以我得提前一天出发。已经看过前几年的题目和一些模拟题,我知道难度还是有的,心情也有些忐忑。毕竟这是一次“小高考”般的考试。但是情绪波动却不会很大。在过去的一两年里,我已经经历了许许多多(尤其是考试),偶尔有一些零碎的成功,但更多的是失败,于我而言,最重要的,是经验、体验。在人生的每一个驿站上,停留,赏景。
其实,真正快乐的不是成绩,而是用心投入到科学中,为自己取得一点点微不足道的成绩而高兴。
没有什么事情是不可挽救的,我欣赏刘欢的《从头再来》:心若在,梦就在,天地之间还有真爱;看成败,人生豪迈,只不过是从头再来...人生值得后悔的事情太多,也太少。
加油!
最近评论