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千禧年七大数学难题,千禧年七大数学难题是什么?

admin admin 发表于2023-11-13 02:22:26 浏览12 评论0

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千禧年七大数学难题是什么?

NP完全问题、霍奇猜想、庞加莱猜想、黎曼假设、杨-米尔斯存在性和质量缺口、纳卫尔-斯托可方程、BSD猜想。
1、NP完全问题
例:在一个周六的晚上,你参加了一个盛大的晚会。由于感到局促不安,你想知道这一大厅中是否有你已经认识的人。宴会的主人向你提议说,你一定认识那位正在甜点盘附近角落的女士罗丝。不费一秒钟,你就能向那里扫视,并且发现宴会的主人是正确的。然而,如果没有这样的暗示,你就必须环顾整个大厅,一个个地审视每一个人,看是否有你认识的人。
生成问题的一个解通常比验证一个给定的解时间花费要多得多。这是这种一般现象的一个例子。与此类似的是,如果某人告诉你,数13717421可以写成两个较小的数的乘积,你可能不知道是否应该相信他,但是如果他告诉你它可以分解为3607乘上3803,那么你就可以用一个袖珍计算器容易验证这是对的。
人们发现,所有的完全多项式非确定性问题,都可以转换为一类叫作满足性问题的逻辑运算问题。既然这类问题的所有可能答案,都可以在多项式时间内计算,人们于是就猜想,是否这类问题,存在一个确定性算法,可以在多项式时间内,直接算出或是搜寻出正确的答案呢。
这就是著名的NP=P?的猜想。不管我们编写程序是否灵巧,判定一个答案是可以很快利用内部知识来验证,还是没有这样的提示而需要花费大量时间来求解,被看作逻辑和计算机科学中最突出的问题之一。它是斯蒂文·考克于1971年陈述的。
2、霍奇猜想
二十世纪的数学家们发现了研究复杂对象的形状的强有力的办法。基本想法是问在怎样的程度上,我们可以把给定对象的形状通过把维数不断增加的简单几何营造块粘合在一起来形成。这种技巧是变得如此有用,使得它可以用许多不同的方式来推广;最终导致一些强有力的工具,使数学家在对他们研究中所遇到的形形色色的对象进行分类时取得巨大的进展。
不幸的是,在这一推广中,程序的几何出发点变得模糊起来。在某种意义下,必须加上某些没有任何几何解释的部件。霍奇猜想断言,对于所谓射影代数簇这种特别完好的空间类型来说,称作霍奇闭链的部件实际上是称作代数闭链的几何部件的(有理线性)组合。
3、庞加莱猜想
如果我们伸缩围绕一个苹果表面的橡皮带,那么我们可以既不扯断它,也不让它离开表面,使它慢慢移动收缩为一个点。另一方面,如果我们想象同样的橡皮带以适当的方向被伸缩在一个轮胎面上,那么不扯断橡皮带或者轮胎面,是没有办法把它收缩到一点的。
我们说,苹果表面是“单连通的”,而轮胎面不是。大约在一百年以前,庞加莱已经知道,二维球面本质上可由单连通性来刻画,他提出三维球面(四维空间中与原点有单位距离的点的全体)的对应问题。这个问题立即变得无比困难,从那时起,数学家们就在为此奋斗。
在2002年11月和2003年7月之间,俄罗斯的数学家格里戈里·佩雷尔曼在发表了三篇论文预印本,并声称证明了几何化猜想。
在佩雷尔曼之后,先后有2组研究者发表论文补全佩雷尔曼给出的证明中缺少的细节。这包括密西根大学的布鲁斯·克莱纳和约翰·洛特;哥伦比亚大学的约翰·摩根和麻省理工学院的田刚。
2006年8月,第25届国际数学家大会授予佩雷尔曼菲尔兹奖。数学界最终确认佩雷尔曼的证明解决了庞加莱猜想。
4、黎曼假设
有些数具有不能表示为两个更小的数的乘积的特殊性质,例如,2、3、5、7……等等。这样的数称为素数;它们在纯数学及其应用中都起着重要作用。在所有自然数中,这种素数的分布并不遵循任何有规则的模式。
然而,德国数学家黎曼(1826~1866)观察到,素数的频率紧密相关于一个精心构造的所谓黎曼zeta函数ζ(s)的性态。著名的黎曼假设断言,方程ζ(s)=0的所有有意义的解都在一条直线上。这点已经对于开始的1,500,000,000个解验证过。证明它对于每一个有意义的解都成立将为围绕素数分布的许多奥秘带来光明。
黎曼假设之否认:
其实虽然因素数分布而起,但是却是一个歧途,因为伪素数及素数的普遍公式告诉我们,素数与伪素数由它们的变量集决定的。具体参见伪素数及素数词条。
5、杨-米尔斯存在性和质量缺口
量子物理的定律是以经典力学的牛顿定律对宏观世界的方式对基本粒子世界成立的。大约半个世纪以前,杨振宁和米尔斯发现,量子物理揭示了在基本粒子物理与几何对象的数学之间的令人注目的关系。
基于杨-米尔斯方程的预言已经在如下的全世界范围内的实验室中所履行的高能实验中得到证实:布罗克哈文、斯坦福、欧洲粒子物理研究所和驻波。尽管如此,他们的既描述重粒子、又在数学上严格的方程没有已知的解。
特别是被大多数物理学家所确认、并且在他们的对于“夸克”的不可见性的解释中应用的“质量缺口”假设,从来没有得到一个数学上令人满意的证实。在这一问题上的进展需要在物理上和数学上两方面引进根本上的新观念。
6、纳卫尔-斯托可方程的存在性与光滑性
起伏的波浪跟随着我们的正在湖中蜿蜒穿梭的小船,湍急的气流跟随着我们的现代喷气式飞机的飞行。数学家和物理学家深信,无论是微风还是湍流,都可以通过理解纳维叶-斯托克斯方程的解,来对它们进行解释和预言。虽然这些方程是19世纪写下的,我们对它们的理解仍然极少。挑战在于对数学理论作出实质性的进展,使我们能解开隐藏在纳维叶-斯托克斯方程中的奥秘。
7、BSD猜想
数学家总是被诸如,那样的代数方程的所有整数解的刻画问题着迷。欧几里德曾经对这一方程给出完全的解答,但是对于更为复杂的方程,这就变得极为困难。事实上,正如马蒂雅谢维奇指出,希尔伯特第十问题是不可解的,即,不存在一般的方法来确定这样的方程是否有一个整数解。
当解是一个阿贝尔簇的点时,贝赫和斯维讷通-戴尔猜想认为,有理点的群的大小与一个有关的蔡塔函数z(s)在点s=1附近的性态。特别是,这个有趣的猜想认为,如果z(1)等于0,那么存在无限多个有理点(解)。相反,如果z(1)不等于0。那么只存在着有限多个这样的点。
值得一提的是,杨-米尔斯存在性和质量间隔这个问题中的杨,就是杨振宁:
足见杨振宁在科学界的地位。在杨振宁的学习和研究过程中,数学大师刘熏宇先生对他产生了深刻的影响,他曾言:“有一位刘熏宇先生,他是一位数学家,写过很多通俗易懂和极其有趣的数学方面的文章,我记得,我读了他写的一个关于智力测试的文章。
才知道排列和奇偶排列这些极为重要的数学概念。”杨振宁先生推崇的这套数学书,就是下面这套数学三书,既通俗易懂又非常有趣,非常适合中小学生数学启蒙和数学思维的培养。
杨一米尔斯方程(Yang-Mills equation)是一个重要的微分方程,指杨一米尔斯作用量所确定的欧拉一拉格朗日方程。杨振宁,米尔斯的理论旨在描述基本粒子的行为使用这些非阿贝尔李群和统一的核心的电磁和弱力(即U(1)×SU(2))以及量子色动力学理论的强力(基于SU(3)),从而形成了对粒子物理标准模型理解的基础。

千禧年七大数学难题是什么?

千禧年大奖难题(Millennium Prize Problems), 又称世界七大数学难题, 是七个由美国克雷数学研究所(Clay Mathematics Institute,CMI) 于2000年5月24日公布的数学猜想。具体如下:
1、P=NP?
主条目:P/NP问题
尽管计算机极大地提高了人类的计算能力,仍有各种复杂的组合类或其它问题随规模的增大其复杂度也快速增大,通常我们认为计算机可以解决的问题只限于多项式时间内,即所需时间最多是问题规模的多项式函数.
有大量的问题,可以在确定型图灵机上用多项式时间求解;还有一些问题,虽然暂时没有能在确定型图灵机上用多项式时间求解的算法,但对于给定的可疑解可以在多项式时间内验证,那么,后者能否归并到前者内呢?
设想在一个周六的晚上,你参加了一个盛大的晚会。由于感到局促不安,你想知道这一大厅中是否有你已经认识的人。你的主人向你提议说,你一定认识那位正在甜点盘附近角落的女士罗丝。不费一秒钟,你就能向那里扫视,并且发现你的主人是正确的。
然而,如果没有这样的暗示,你就必须环顾整个大厅,一个个地审视每一个人,看是否有你认识的人。生成问题的一个解通常比验证一个给定的解时间花费要多得多。这是这种一般现象的一个例子。
与此类似的是,如果某人告诉你,数13717421可以写成两个较小的数的乘积,你可能不知道是否应该相信他,但是如果他告诉你他可以因子分解为3607乘上3803,那么你就可以用一个袖珍计算器容易验证这是对的。
更经典的例子是流动推销员问题,假设你要去3个城市去推销,要使走过的路程最短,需要对这3个城市进行排序。很简单,这一共有6种路线,对比一下就可以找到最短的路线了。但很明显只有3个城市不现实,假设10个城市呢,这一共有10!=3628800种路线!
假设你要算出每一条路线的长度,而计算一条路线花费1分钟,如果每天工作8小时,中间不休息,一星期工作5天,一年工作52个星期,这将要花费20多年!显然,这类计算会使用计算机。但由于阶乘数增长太快,连最先进的计算机也不堪重负。
P是否等于NP的问题,即能用多项式时间验证解的问题是否能在多项式时间内找出解,是计算机与算法方面的重大问题,它是斯蒂文·考克(StephenCook)于1971年陈述的。
2、霍奇猜想
主条目:霍奇猜想
二十世纪的数学家们发现了研究复杂对象的形状的强有力的办法。基本想法是问在怎样的程度上,我们可以把给定对象的形状通过把维数不断增加的简单几何营造块粘合在一起来形成。这种技巧是变得如此有用,使得它可以用许多不同的方式来推广。
最终导至一些强有力的工具,使数学家在对他们研究中所遇到的形形色色的对象进行分类时取得巨大的进展。不幸的是,在这一推广中,程序的几何出发点变得模糊起来。在某种意义下,必须加上某些没有任何几何解释的部件。
霍奇猜想断言,对于所谓射影代数簇这种特别完美的空间类型来说,称作霍奇闭链的部件实际上是称作代数闭链的几何部件的(有理线性)组合。
3、庞加莱猜想
主条目:庞加莱猜想
如果我们伸缩围绕一个苹果表面的橡皮带,那么我们可以既不扯断它,也不让它离开表面,使它慢慢移动收缩为一个点。另一方面,如果我们想象同样的橡皮带以适当的方向被伸缩在一个轮胎面上,那么不扯断橡皮带或者轮胎面,是没有办法把它收缩到一点的。
我们说,苹果表面是“单连通的”,而轮胎面不是。大约在一百年以前,庞加莱已经知道,二维球面本质上可由单连通性来刻画,他提出三维球面(四维空间中与原点有单位距离的点的全体)的对应问题。这个问题立即变得无比困难,从那时起,数学家们就在为此奋斗。
俄罗斯数学家佩雷尔曼最终解决了三维庞加莱猜想。Clay数学研究所在2010年为此召开特别会议,为此猜想盖棺定论。
4、黎曼假设
主条目:黎曼假设
有些数具有不能表示为两个更小的整数的乘积的特殊性质,例如,2,3,5,7,等等。这样的数称为素数;它们在纯数学及其应用中都起着重要作用。在所有自然数中,这种素数的分布并不遵循任何有规则的模式;然而,德国数学家黎曼(1826~1866)观察到。
素数的频率紧密相关于一个精心构造的所谓黎曼zeta函数ζ(s)的性态。著名的黎曼假设断言,方程ζ(s)=0的所有有意义的解都在一条直线z=1/2+ib上,其中b为实数,这条直线通常称为临界线。这点已经对于开始的1,500,000,000个解验证过。
证明它对于每一个有意义的解都成立将为围绕素数分布的许多奥秘带来光明,
弗里曼·戴森(Freeman Dyson)在《数学世纪-过去100年间30个重大问题》的前言里写道他钟爱的培根式的梦想,寻找一维拟晶理论以及黎曼ζ函数之间的可能联系。如果黎曼假设成立,则在临界线上的ζ函数的零点按照定义是一个拟晶。
假如假设成立,ζ函数的零点具有一个傅里叶变换,它由在所有素数幂的对数处的质点构成,而不含别处的质点。这就提供了证明黎曼假设的一个可能方法。
法国数学家孔涅从美国数学家蒙哥马利(Montgomery)描述临界线上ζ函数零点之间间距的公式中得到启发,用量子物理学的思想证明黎曼假设。他写出一组方程,规定一个假设的量子混沌系统,把所有的素数作为它的组成部分。
他还证明,这个系统有着对应于临界线上所有ζ函数零点的能级。如果能证明这些与能级对应的零点外没有其他零点,也就证明了黎曼假设。
5、杨-米尔斯规范场存在性和质量间隔假设
主条目:杨-米尔斯存在性和质量间隔(规范场理论)
量子物理的定律是以经典力学的牛顿定律对宏观世界的方式对基本粒子世界成立的。大约半个世纪以前,杨振宁和米尔斯发现,量子物理揭示了在基本粒子物理与几何对象的数学之间的令人注目的关系。
基于杨-米尔斯方程的预言已经在如下的全世界范围内的实验室中所履行的高能实验中得到证实:布罗克哈文、斯坦福、欧洲粒子物理研究所和筑波。尽管如此,他们的既描述重粒子、又在数学上严格的方程没有已知的解。
特别是,被大多数物理学家所确认、并且在他们的对于“夸克”的不可见性的解释中应用的“质量间隔”(mass gap)假设,从来没有得到一个数学上令人满意的证实。在这一问题上的进展需要在物理上和数学上两方面引进根本上的新观念。
6、NS方程解的存在性与光滑性
主条目:navier stokes(纳维叶-斯托克斯存在性与光滑性)
起伏的波浪跟随着我们的正在湖中蜿蜒穿梭的小船,湍急的气流跟随着我们的现代喷气式飞机的飞行。数学家和物理学家深信,无论是微风还是湍流,都可以通过理解纳维叶-斯托克斯方程的解,来对它们进行解释和预言。
虽然这些方程是19世纪写下的,我们对它们的理解仍然极少。挑战在于对数学理论作出实质性的进展,使我们能解开隐藏在纳维叶-斯托克斯方程中的奥秘。
7、BSD猜想(贝赫和斯维讷通-戴尔猜想)
主条目:BSD猜想(贝赫和斯维讷通-戴尔猜想)
数学家总是被诸如那样的代数方程的所有整数解的刻画问题着迷。欧几里德曾经对这一方程给出完全的解答,但是对于更为复杂的方程,这就变得极为困难。
事实上,正如马蒂雅谢维奇(Yu.V.Matiyasevich)指出,希尔伯特第十问题是不可解的,即,不存在一般的方法来确定这样的方法是否有一个整数解。
当解是一个阿贝尔簇的点时,贝赫和斯维讷通-戴尔猜想认为,有理点的群的大小与一个有关的蔡塔函数z(s)在点s=1附近的性态。特别是,这个有趣的猜想认为,如果z⑴等于0,那么存在无限多个有理点(解),相反,如果z⑴不等于0,那么只存在有限多个这样的点。
以上内容参考 百度百科-千禧年大奖难题
是NP完全问题、霍奇猜想、庞加莱猜想、黎曼假设、杨-米尔斯存在性和质量缺口、纳卫尔-斯托可方程、BSD猜想。其中庞加莱猜想已被解决。
数学难题可以是指那些历经长时间而仍未有解答/完全解答的数学问题。
古今以来,一些特意提出的数学难题有:平面几何三大难题、希尔伯特的23个问题、世界三大数学猜想、千禧年大奖难题等。
费尔马大定理起源于三百多年前,挑战人类3个世纪,多次震惊全世界,耗尽人类众多最杰出大脑的精力,也让千千万万业余者痴迷。终于在1994年被安德鲁·怀尔斯攻克。
古希腊数学家丢番图写过一本著名的《算术》(Arithmetica),经历中世纪的愚昧黑暗到文艺复兴的时候,《算术》的残本重新被发现研究。
1637年,法国业余大数学家费尔马(Pierre de Fremat)在《算术》的关于勾股数问题的页边上,写下猜想:xn+ yn =zn 是不可能的(这里n大于2;x,y,z,n都是非零整数)。
此猜想后来就称为费尔马大定理。费尔马还写道“我对此有绝妙的证明,但此页边太窄写不下”。一般公认,他当时不可能有正确的证明。猜想提出后,经欧拉等数代天才努力,200年间只解决了n=3,4,5,7四种情形。
1847年,库默尔创立“代数数论”这一现代重要学科。他还证明了当n﹤100时,除却n=37、59、67这些不规则质数的情况,费尔马大定理都成立,是一次大飞跃。
历史上费尔马大定理高潮迭起,传奇不断。其惊人的魅力,曾在最后时刻挽救自杀青年于不死。他就是德国的沃尔夫斯克勒,他于1908年为费尔马大定理设悬赏10万马克(相当于现时的160万美元多),期限1908-2007年。
无数人耗尽心力,空留浩叹。最现代的电脑加数学技巧,验证了400万以内的n,但这对最终证明无济于事。1983年德国的法尔廷斯证明了:对任一固定的n,最多只有有限多个x,y,z,振动了世界,获得菲尔兹奖(数学界最高奖)。

千禧年数学七大难题是哪些?

1,2,11,王,田
这七个难题的简单介绍如下:
1、P与NP问题:一个问题称为是P的,如果它可以通过运行多项式次(即运行时间至多是输入量大小的多项式函数)的一种算法获得解决。一个问题成为是NP的,如果所提出的解答可以用多项式次算法来检验。
2、黎曼假设/黎曼猜想:黎曼ζ函数的每一个非平凡零点都有等于1/2的实部。
3、庞加莱猜想:任何单连通闭3维流形同胚于3维球。
4、Hodge猜想:任何Hodge类关于一个非奇异复射影代数簇都是某些代数闭链类的有理线形组合。
5、Birch及Swinnerton-Dyer猜想:对于建立在有理数域上的每一条椭圆曲线,它在一处的L函数变为零的阶都等于该曲线上有理点的阿贝尔群的秩。
6、Navier-Stokers方程组:(在适当的边界及初始条件下)对3维Navier-Stokers方程组证明或反证其光滑解的存在性。
7、Yang-Mills理论:证明量子Yang-Mills场存在,并存在一个质量间隙。
20年过去,千禧年数学七大难题仍有六题未解
2000年5月,由美国富豪出资建立的克莱数学研究所,精心挑选了7大未解数学难题,无论是数学家还是流浪汉,任何人只要解决其中一题,都可以领走100万美金。美国希望通过悬赏的方式高效解决问题,对数学家而言,无疑也是一次扬名立万的机会。这七道题也被称为“千禧年数学七大难题”。
可如今20年过去了,七道难题还剩下六道未解。唯一已经被攻破的是曾经困扰人类近百年的“庞加莱猜想”。用大众化可以理解语言可以定义为:在一个三维空间中,假如每一条封闭的曲线都能收缩成一点,那么这个空间一定是一个三维的圆球。
1904年,被誉为最后一个百科全书式的法国科学家庞加莱提出了这一猜想。庞加莱猜想”拓扑学的基础难题,如果破解了这个难题,人类对于宇宙和空间的认识将更上一个深度。

七大数学难题解决了几个

七大数学难题解决了一个,七个“世界难题”是:NP完全问题、霍奇猜想、庞加莱猜想、黎曼假设、杨-米尔斯存在性和质量缺口、纳卫尔-斯托可方程、BSD猜想。数学中的重大问题通常不总会像其他科学领域的谜团一样能引起外界的兴趣。“对于数学研究是什么样子或它的意义是什么,许多人仍然困惑不已。”密歇根大学的数学家Wei Ho说。尽管人们经常误解她工作的性质,但Ho说这解释起来可能并不难。“我在聚会上的闲聊话题总是关于椭圆曲线。”她补充道。Ho经常问参加聚会的人:“你记得中学学过的抛物线和圆吗?一旦你开始创建三次方程,事情就会变得非常困难......关于它们有很多悬而未决的问题。”
一个名为贝赫和斯维讷通-戴尔猜想(Birch and Swinnerton-Dyer conjecture)的著名未解之谜涉及椭圆曲线方程解的性质,它是克雷数学研究所(Clay Mathematics Institute,CMI)创始科学顾问委员会选定的七个千禧年大奖难题之一,这些选出的问题被该研究所描述为“数学家在千年之交正在努力解决的问题中最难的一批”。
2000年5月24日,在巴黎举行的一次特别活动中,该研究所宣布为首个证明或推翻任意一个难题的人提供100万美元的奖励。
2018年修订的规则规定,结果必须被“全球数学界普遍接受”。
2000 年的公告为人们提供了一个价值700万美元的“理由”来解决这七个问题:黎曼猜想、贝赫和斯维讷通-戴尔猜想、P/NP 问题、杨-米尔斯存在性和质量间隙、庞加莱猜想、 纳维-斯托克斯存在性与光滑性,以及霍奇猜想。尽管声势浩大,还有金钱奖励,但21年后只有庞加莱猜想得到了证明。
七大数学难题
1、NP完全问题
有些计算问题是确定性的,比如加减乘除之类,你只要按照公式推导,按部就班一步步来,就可以得到结果。但是,有些问题是无法按部就班直接地计算出来。比如,找大质数的问题,这种问题的答案,是无法直接计算得到的,只能通过间接的“猜算”来得到结果。人们发现,所有的完全多项式非确定性问题,都可以转换为一类叫做满足性问题的逻辑运算问题。既然这类问题的所有可能答案,都可以在多项式时间内计算,人们于是就猜想,是否这类问题存在一个确定性算法,可以在多项式时间内直接算出或是搜寻出正确的答案呢?这就是著名的NP=P?的猜想。
2、霍奇猜想
霍奇猜想是代数几何的一个重大的悬而未决的问题。它是关于非奇异复代数簇的代数拓扑和它由定义子簇的多项式方程所表述的几何的关联的猜想。用通俗的话说,就是“再好再复杂的一座宫殿,都可以由一堆积木垒成”。用文人的话说就是:任何一个形状的几何图形,不管它有多复杂,它都可以用一堆简单的几何图形拼成。在实际工作中,我们无法在二维平面的纸上绘画出来一种复杂的多维图形,霍奇猜想就是把复杂的拓扑图形分拆成为一个个构件,我们只要按照规则安装就可以理解设计者的思想。
3、庞加莱猜想
庞加莱猜想是法国数学家庞加莱提出的一个猜想,即“任何一个单连通的,闭的三维流形一定同胚于一个三维的球面。”简单的说,一个闭的三维流形就是一个有边界的三维空间;单连通就是这个空间中每条封闭的曲线都可以连续的收缩成一点,或者说在一个封闭的三维空间,假如每条封闭的曲线都能收缩成一点,这个空间就一定是一个三维圆球。庞加莱猜想是一个拓扑学中带有基本意义的命题,将有助于人类更好地研究三维空间,其带来的结果将会加深人们对流形性质的认识。
4、黎曼假设
黎曼猜想是关于黎曼ζ函数ζ(s)的零点分布的猜想,由数学家黎曼于1859年提出。有些数具有不能表示为两个更小的整数的乘积的特殊性质,例如,2,3,5,7,等等。这样的数称为素数;它们在纯数学及其应用中都起着重要作用。在所有自然数中,这种素数的分布并不遵循任何有规则的模式。著名的黎曼假设断言,方程ζ(s)=0的所有有意义的解都在一条直线z=1/2+ib上,其中b为实数,这条直线通常称为临界线。这点已经对于开始的1500000000个解验证过。证明它对于每一个有意义的解都成立将为围绕素数分布的许多奥秘带来光明。
5、杨-米尔斯存在性和质量缺口
大约半个世纪以前,杨振宁和米尔斯发现,量子物理揭示了在基本粒子物理与几何对象的数学之间的令人注目的关系。该问题的正式表述是:证明对任何紧的、单的规范群,四维欧几里得空间中的杨米尔斯方程组有一个预言存在质量缺口的解。该问题的解决将阐明物理学家尚未完全理解的自然界的基本方面。在这一问题上的进展需要在物理上和数学上两方面引进根本上的新观念。
6、纳卫尔-斯托可方程
起伏的波浪跟随着我们的正在湖中蜿蜒穿梭的小船,湍急的气流跟随着我们的现代喷气式飞机的飞行。数学家和物理学家深信,无论是微风还是湍流,都可以通过理解纳维叶-斯托克斯方程的解,来对它们进行解释和预言。虽然这些方程是19世纪写下的,我们对它们的理解仍然极少。挑战在于对数学理论作出实质性的进展,使我们能解开隐藏在纳维叶-斯托克斯方程中的奥秘。
7、BSD猜想
BSD猜想,全称贝赫和斯维纳通-戴尔猜想,它描述了阿贝尔簇的算术性质与解析性质之间的联系。给定一个整体域上的阿贝尔簇,猜想它的莫代尔群的秩等于它的L函数在1处的零点阶数,且它的L函数在1处的泰勒展开的首项系数与莫代尔群的有限部分大小、自由部分体积、所有素位的周期以及沙群有精确的等式关系。

千禧年难题还剩几个

还剩一个,是黎曼猜想,世界七大数学难题也称为千禧年难题,是七个由美国克雷数学研究所于2000年5月24日公布的数学难题。

千禧年难题分别为P对NP问题、霍奇猜想、庞加莱猜想、黎曼假设、杨-米尔斯理论、斯托克斯方程、戴尔猜想。千禧年难题破解,极有可能为密码学以及航天、通讯等领域带来突破性进展。

千禧年七大数学难题是什么?

这个每年是不固定的!

世界数学七大难题是什么?

这七个世界难题是,NP完全问题、霍奇猜想、庞加莱猜想、黎曼假设、杨米尔斯存在性和质量缺口、纳卫尔斯托可方程、BSD猜想。
2121年前,克雷数学研究所发表了数学领域内7个顶尖难题千禧年大奖难题。
难题介绍
黎曼猜想,黎曼猜想是关于黎曼函数的零点分布的猜想,由数学家波恩哈德黎曼于1859年提出,虽然在知名度上,黎曼猜想不及费尔马猜想和哥德巴赫猜想,但它在数学上的重要性要远远超过后两者,是当今数学界最重要的数学难题。
霍奇猜想,霍奇猜想可以说难道几乎所有的数学家,猜想表达能够将特定的对象形状,在不断增加维数的时候粘合形成一起,看似非常的巧妙,但在实际的操作过程中必须要加上没有几何解释的部件。
BSD猜想,BSD猜想,全称贝赫和斯维纳通戴尔猜想,它描述了阿贝尔簇的算术性质与解析性质之间的联系。
欧几里得第五公设,欧几里得第五公设,同一平面内的两条直线与第三条直线相交,若其中一侧的两个内角之和小于二直角,则该两直线必在这一侧相交。因它与平行公理是等价的,所以又称为欧几里得平行公设,简称平行公设。
NP完全问题,NP完全问题可以说是一个听着就很复杂的数学问题,简单的讲所有的完全多项式在非确定性的问题,都可以被转化为名为满足性的逻辑运算问题,数学家们猜想的是到底有没有一个确定性的算大。

世界上最难的数学题世界七大数学难题难倒了全世界

今天我们来和大家说说世界七大数学难题,这些可都是世界上最难的数学题哦。 说到数学难题你会想到什么,我最先想到的是哥德巴赫猜想,但其实哥德巴赫猜想并不是这七大数学难题之一,下面就让我们来一起看看当今科技如此发达的情况下还有哪些数学难题。
世界七大数学难题:
1、P/NP问题(P versus NP)
2、霍奇猜想(The Hodge Conjecture)
3、庞加莱猜想(The Poincaré Conjecture),此猜想已获得证实。
4、黎曼猜想(The Riemann Hypothesis)
5、杨-米尔斯存在性与质量间隙(Yang-Mills Existence and Mass Gap)
6、纳维-斯托克斯存在性与光滑性(Navier-Stokes existence and smoothness)
7、贝赫和斯维讷通-戴尔猜想(The Birch and Swinnerton-Dyer Conjecture)
所谓的世界七大数学难题其实是于2000年5月24日由由美国克雷数学研究所公布的七个数学难题。也被称为千禧年大奖难题。根据克雷数学研究所订定的规则,所有难题的解答必须发表在数学期刊上,并经过各方验证,只要通过两年验证期,每解破一题的解答者,会颁发奖金100万美元。这些难题是呼应1900年德国数学家大卫·希尔伯特在巴黎提出的23个历史性数学难题,经过一百年,许多难题已获得解答。而千禧年大奖难题的破解,极有可能为密码学以及航天、通讯等领域带来突破性进展。
一:P/NP问题
P/NP问题是世界上最难的数学题之一。在理论信息学中计算复杂度理论领域里至今没有解决的问题,它也是克雷数学研究所七个千禧年大奖难题之一。P/NP问题中包含了复杂度类P与NP的关系。1971年史提芬·古克和Leonid Levin相对独立的提出了下面的问题,即是否两个复杂度类P和NP是恒等的(P=NP?)。 复杂度类P即为所有可以由一个确定型图灵机在多项式表达的时间内解决的问题;类NP由所有可以在多项式时间内验证解是否正确的决定问题组成,或者等效的说,那些解可以在非确定型图灵机上在多项式时间内找出的问题的集合。很可能,计算理论最大的未解决问题就是关于这两类的关系的: P和NP相等吗? 在2002年对于100研究者的调查,61人相信答案是否定的,9个相信答案是肯定的,22个不确定,而8个相信该问题可能和现在所接受的公理独立,所以不可能证明或证否。对于正确的解答,有一个1百万美元的奖励。 NP-完全问题(或者叫NPC)的集合在这个讨论中有重大作用,它们可以大致的被描述为那些在NP中最不像在P中的(确切定义细节请参看NP-完全理论)。计算机科学家现在相信P, NP,和NPC类之间的关系如图中所示,其中P和NPC类不交。
假设P ≠ NP的复杂度类的图解。如P = NP则三个类相同。 简单来说,P = NP问题问道:如果是/不是问题的正面答案可以很快验证,其答案是否也可以很快计算?这里有一个给你找点这个问题的感觉的例子。给定一个大数Y,我们可以问Y是否是复合数。例如,我们可能问53308290611是否有非平凡的因数。答案是肯定的,虽然手工找出一个因数很麻烦。从另一个方面讲,如果有人声称答案是"对,因为224737可以整除53308290611",则我们可以很快用一个除法来验证。验证一个数是除数比找出一个明显除数来简单得多。用于验证一个正面答案所需的信息也称为证明。所以我们的结论是,给定正确的证明,问题的正面答案可以很快地(也就是,在多项式时间内)验证,而这就是这个问题属于NP的原因。虽然这个特定的问题,最近被证明为也在P类中(参看下面的关于"质数在P中"的参考),这一点也不明显,而且有很多类似的问题相信不属于类P。 像上面这样,把问题限制到“是/不是”问题并没有改变原问题(即没有降低难度);即使我们允许更复杂的答案,最后的问题(是否FP = FNP)是等价的。
关于证明的难度的结果
虽然百万美元的奖金和投入巨大却没有实质性结果的大量研究足以显示该问题是困难的,但是还有一些形式化的结果证明为什么该问题可能很难解决。 最常被引用的结果之一是设计神谕。假想你有一个魔法机器可以解决单个问题,例如判定一个给定的数是否为质数,可以瞬间解决这个问题。我们的新问题是,若我们被允许任意利用这个机器,是否存在我们可以在多项式时间内验证但无法在多项式时间内解决的问题?结果是,依赖于机器能解决的问题,P = NP和P ≠ NP二者都可以证明。这个结论带来的后果是,任何可以通过修改神谕来证明该机器的存在性的结果不能解决问题。不幸的是,几乎所有经典的方法和大部分已知的方法可以这样修改(我们称它们在相对化)。 如果这还不算太糟的话,1993年Razborov和Rudich证明的一个结果表明,给定一个特定的可信的假设,在某种意义下“自然”的证明不能解决P = NP问题。这表明一些现在似乎最有希望的方法不太可能成功。随着更多这类定理得到证明,该定理的可能证明方法有越来越多的陷阱要规避。 这实际上也是为什么NP完全问题有用的原因:若对于NP完全问题存在有一个多项式时间算法,或者没有一个这样的算法,这将能用一种相信不被上述结果排除在外的方法来解决P = NP问题

世界上最难的数学题 世界七大数学难题难倒了全世界(2)


二、霍奇猜想 霍奇猜想是代数几何的一个重大的悬而未决的问题。它是关于非奇异复代数簇的代数拓扑和它由定义子簇的多项式方程所表述的几何的关联的猜想。它在霍奇的著述的一个结果中出现,他在1930至1940年间通过包含额外的结构丰富了德拉姆上同调的表述,这种结构出现于代数簇的情况(但不仅限于这种情况)。
三、庞加莱猜想 庞加莱猜想最早是由法国数学家庞加莱提出的一个猜想,是克雷数学研究所悬赏的数学方面七大千禧年难题之一。2006年确认由俄罗斯数学家格里戈里·佩雷尔曼完成最终证明,他也因此在同年获得菲尔兹奖,但并未现身领奖。
基本描述
在1900年,庞加莱曾声称,用他基于恩里科·贝蒂的工作而发展出的同调论,可以判定一个三维流形是否三维球面。不过,他在1904年发表的一篇论文中,举出了一个反例,现在称为庞加莱同调球面,与三维球面有相同的同调群。他引进了一个新的拓扑不变量,称为基本群,并且证明他的反例与三维球面的基本群不同。三维球面有平凡基本群,也就是说是单连通的。他提出以下猜想: 任一单连通的、封闭的三维流形与三维球面同胚。 上述简单来说就是:每一个没有破洞的封闭三维物体,都拓扑等价于三维的球面。粗浅的比喻即为:如果我们伸缩围绕一个柳橙表面的橡皮筋,那么我们可以既不扯断它,也不让它离开表面,使它慢慢移动收缩为一个点;另一方面,如果我们想象同样的橡皮筋以适当的方向被伸缩在一个甜甜圈表面上,那么不扯断橡皮筋或者甜甜圈,是没有办法把它不离开表面而又收缩到一点的。我们说,柳橙表面是“单连通的”,而甜甜圈表面则不是。 该猜想是一个属于代数拓扑学领域的具有基本意义的命题,对“庞加莱猜想”的证明及其带来的后果将会加深数学家对流形性质的认识,甚至会对人们用数学语言描述宇宙空间产生影响,对于一维与二维的情形,此猜想是对的,现在已经知道,它对于任何维数都是对的。
证明历史
20世纪 这个问题曾经被搁置了很长时间,直到1930年怀特海首先宣布已经证明然而又收回,才再次引起了人们的兴趣。怀特海提出了一些有趣的三流形实例,其原型现在称为怀特海流形。1950和1960年代,又有许多著名的数学家包括R·H·宾、沃夫冈·哈肯、爱德华·摩斯声称得到了证明,但最终都发现证明存在致命缺陷。1961年,美国数学家史提芬·斯梅尔采用十分巧妙的方法绕过三、四维的困难情况,证明了五维以上的庞加莱猜想。这段时间对于低维拓扑的发展非常重要。这个猜想逐渐以证明极难而知名,但是证明此猜想的工作增进了对三流形的理解。1981年美国数学家麦克·傅利曼证明了四维猜想,至此广义庞加莱猜想得到了证明。 1982年,理查德·哈密顿引入了“里奇流”的概念,并以此证明了几种特殊情况下的庞加莱猜想。在此后的几年中,他进一步地发展了此方法,后来被佩雷尔曼的证明所使用。
21世纪俄罗斯数学家格里戈里·佩雷尔曼在2002年11月和2003年7月之间,俄罗斯的数学家格里戈里·佩雷尔曼发表了三篇论文预印本,并声称证明了几何化猜想。在佩雷尔曼之后,先后有3组研究者发表论文补全佩雷尔曼给出的证明中缺少的细节。这包括密歇根大学的布鲁斯·克莱纳和约翰·洛特;哥伦比亚大学的约翰·摩根和麻省理工学院的田刚;以及理海大学的曹怀东和中山大学的朱熹平。 2006年8月,第25届国际数学家大会授予佩雷尔曼菲尔兹奖,但佩雷尔曼拒绝接受该奖。数学界最终确认佩雷尔曼的证明解决了庞加莱猜想。
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