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第24章 工具的舞蹈(1/2)

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哥廷根,主报告厅。中森晴子 夫人开局报告所引发的思想海啸的余波尚未平息,会场内弥漫着一种高度亢奋后的、近乎凝滞的寂静。数千道目光,如同被无形的磁力线牵引,牢牢锁定在讲台之上,锁定在那位身着素雅和服、身形纤细却仿佛蕴含着星辰之力的女性学者身上。

她平静地 喝了一小口水,仿佛刚才那石破天惊的“几何化宣言”只是例行的问候。然后,她再次转身,面向黑板。没有多余的寒暄,没有对上一部分结论的重复,直接切入了更深层、更核心的论证。报告的标题依然朴素——《代数秩与解析秩的联系》,但此刻,所有人都已明白,这朴素的标题下,奔涌着的是足以改写数论历史的宏大激流。

“我们接下来关心的是,”中森晴子的声音依旧清晰、平稳,不带丝毫烟火气,却像一把精准的手术刀,开始解剖数学结构最精微的脉络,“曲线 E_{a,b,c} 的 莫德尔-威尔群(ordell-weil Group) 的秩(rank)。”

台下响起一阵轻微的、抑制不住的骚动。莫德尔-威尔群的秩!这是椭圆曲线算术理论中最核心、也是最难以捉摸的数值不变量之一!它刻画了曲线上有理点的“多少”,直接关联着解的存在性和结构。对于E_{a,b,c} 这样依赖于参数a, b, c的曲线族,直接计算其秩,是一项几乎不可能完成的任务,其难度丝毫不亚于直接攻击abc猜想本身。

常规的数论学家会怎么做? 或许会尝试大量的数值计算,寻找经验规律;或许会运用精密的筛法,试图估计秩的上界;或许会研究特定的约化性质,寻找秩增长的线索。这一切,都将是在数论自身的框架内,进行艰苦卓绝的、充满技巧性的“巷战”。

但,这里是艾莎学派的黎曼讨论会。站在讲台上的,是中森晴子。

她没有走向黑板去进行繁琐的计算,甚至没有写出任何具体的公式。她只是用她那特有的、冷静而富有穿透力的目光,扫视全场,然后轻启朱唇,说出了如下一段在普通数论学家听来近乎“天方夜谭”的话:

“要理解这条曲线的秩,我们并不直接计算它。”她微微停顿,让这句话的冲击力充分释放,“我们通过伯奇-斯温纳顿-戴尔猜想(bSd猜想),将其转化为研究该曲线hasse-weil L函数 L(E, s) 在中心点 s = 1 处的零点阶数,即解析秩。”

bSd猜想!

L函数在中心点的零点阶数!

台下再次泛起涟漪。bSd猜想是椭圆曲线理论皇冠上的明珠,是连接几何(秩)与分析(L函数)的终极桥梁,但其本身仍然是一个未被完全证明的、极其艰难的猜想!在如此重要的证明中,直接假设bSd猜想成立?这在通常的学术规范中,几乎是不可想象的“作弊”行为!会引发严谨性方面的巨大质疑!

然而,中森晴子 夫人的下一句话,彻底颠覆了所有人的预想,将“神域”的思维方式展现得淋漓尽致:

“当然,bSd猜想本身,在我们所需的 generality 下,尚未被证明。”她坦然承认,语气中没有丝毫的犹豫或歉意,仿佛在陈述一个再自然不过的事实,“因此,我们的策略是绕过它。”

绕过bSd猜想?!

怎么绕?!

全场鸦雀无声,连呼吸都几乎停滞。所有人都竖起了耳朵,心脏提到了嗓子眼。

“我们引入塞尔伯格迹公式的一个几何变形。”她继续说道,语气平淡得就像在说“我们接下来用一下勾股定理”。

塞尔伯格迹公式!!!

轰!!!!

如果说刚才提到bSd猜想是投下一颗炸弹,那么此刻塞尔伯格迹公式 的出现,简直就是引爆了一颗氢弹!塞尔伯格迹公式,那是连接数论(自守形式的谱)与几何(紧流形上的测地线长度)的神奇公式,是分析、数论、微分几何完美交融的典范,是数学大一统思想的巅峰体现之一!它的深度与威力,远超bSd猜想!通常只出现在最艰深的表示论或谱理论专着中!

一个研究abc猜想的具体算术问题,竟然要动用塞尔伯格迹公式这种“大杀器”?!这简直是 用航天飞机的发动机来驱动一辆自行车!跨越的维度太大了!

但中森晴子 夫人丝毫没有理会台下那近乎崩溃的颅内风暴。她开始在白板的一侧,流畅地勾勒出几个核心的数学对象和它们之间预期的联系,笔触清晰,结构优美:

一方面,是由曲线 E_{a,b,c} 的L函数 L(E, s) 在 s=1 处的零点阶数(解析秩) 所控制的某种“计数函数”(与a, b, c的分布相关)。

另一方面,是通过塞尔伯格迹公式的几何变形,联系到的某个与曲线导子 N_E (~ rad(abc)) 相关的“几何量”(例如,某个虚二次域上的类数,或某个与曲线相关的模曲线上的特定闭测地线长度的分布)。

她并没有给出复杂的公式推导,而是着重阐述了其中的“哲学”和“路线图”:

“塞尔伯格迹公式的精髓在于‘谱’与‘几何’的对应。”她解释道,“我们将需要估计的、与解析秩相关的‘分析量’(某种和式),通过一个精心选择的检验函数,转化为一个‘几何量’——这个几何量,最终可以被曲线 E_{a,b,c} 的导子 N_E 所控制。”

“而导子 N_E,”她回到起点,完成了逻辑的闭环,“我们已经知道,与 rad(abc) 密切相关。”

至此,一条清晰而恐怖的逻辑链条,如同一条金光大道,铺展在众人眼前!

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