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再比如杨-米尔斯存在性与质量间隙问题,它决定了人类对宇宙运转的理解,是不是建立在海市蜃楼上。
现代物理学有一个极为成功的「标准模型」,它像一本说明书,精确解释了宇宙万物是如何通过基本作用力结合在一起的。而这本说明书的核心语法,就是「杨-米尔斯规范场论」。
但尴尬的是,这个在物理实验中无比精确的理论,在纯数学的眼光看来,却是一个打满补丁的半成品。物理学家在实验中发现,把原子核紧紧绑在一起的「强相互作用力」,其作用范围非常短,这意味着传递这种力的粒子必须是有质量的,这就是所谓的「质量间隙」。
但在杨-米尔斯方程的原始数学推导中,这些粒子本该是零质量的!
物理学家为了让理论符合现实,硬生生用各种数学技巧「打补丁」。数学家现在的任务,就是要从纯数学的公理出发,证明这个「质量间隙」确实存在,且整个理论没有自相矛盾。
解开它,我们才能拍着胸脯说,人类并非在盲人摸象,我们写在教科书里的宇宙底层代码,在逻辑上是绝对严密丶无懈可击的。
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还有纳维-斯托克斯方程(N-S方程),他描述的是流体(比如水和空气)的运动规律。
从台风的轨迹,到高超音速飞弹表面的空气动力学,全靠这组方程来描述。今天所有的气象局和飞机制造商,每天都在用超级计算机近似求解它。
但数学家至今无法确定这组方程是否「绝对安全」。
这是什么意思?
也就是人们不知道在极端条件下,方程里的数字会不会突然走向无限大?也就是说,流体在某个微小的点上,其速度会不会突然变得无穷快,导致整个数学模型瞬间崩溃,这在数学上称为「失去光滑性」或「爆破」?
如果我们不能在纯数学上证明它的解永远平滑丶安定,就意味着我们最先进的飞机设计和气象模型,底层其实潜伏着一个幽灵——我们甚至不知道在某种罕见的极端气流下,目前的物理定律是否会突然失效,导致飞机解体。
……
至于难度……
这么说吧,哥德巴赫猜想虽然难,但人类好歹能看到进度条。如果把证明一个世纪猜想比作「载人登月」,那么陈景润当年的「1+2」,就相当于已经把飞船开到了月球轨道,甚至能看清环形山了,只差最后一步登月舱着陆。
而千禧年难题,除了被佩雷尔曼用极其变态的里奇流干掉的「庞加莱猜想」之外,剩下的六个,绝大多数连个靠谱的「切入点」都找不到!
全世界最顶尖的数学家在它们面前,就像是面对着一堵高墙,连个下脚的地方都没有。
首先,是「实质性进展最多」的——BSD猜想(贝赫和斯维讷通-戴尔猜想)。这玩意儿研究的是「椭圆曲线上的有理点分布」,听起来很抽象,但它直接关系到现代密码学的底层安全。
目前,人类已经攻克了秩为0和1的特殊情况。
这听起来很美,仿佛胜利在望。但残酷的现实是,剩下的高秩部