假如黎曼猜想被證明 互聯(lián)網(wǎng)安全或受沖擊?

責任編輯:zsheng

2018-09-25 15:23:31

摘自:新京報

黎曼猜想困擾數(shù)學界159年

1859年,德國數(shù)學家黎曼發(fā)表了《論小于已知數(shù)的素數(shù)個數(shù)》論文。在文章中,黎曼定義了一個函數(shù):黎曼ζ(zeta)函數(shù),并推測,ζ函數(shù)會在某些點上取值為零,在這些點中,有些被稱作是非平凡零點,這些非平凡零點都分布在一條特殊的直線上,這條直線通過實軸上的點(1/2,0)并和虛軸平行,非平凡零點的實數(shù)部分(實部)都是1/2。

這個推測也被稱為黎曼猜想,即一種假說。提出一個假說似乎容易,但證明它卻要花費極大的力氣,這個假說困擾了數(shù)學界整整159年。

現(xiàn)在,被譽為本世紀最偉大數(shù)學家之一、也是菲爾茲獎和阿貝爾獎獲得者的英國數(shù)學家邁克爾·阿蒂亞在預印本網(wǎng)站arxiv上公開了他證明黎曼假設(猜想)的預印本,并將在24日的海德堡桂冠論壇上以45分鐘的演講形式展示他的成果。

阿蒂亞能證明黎曼猜想嗎?誰能證明阿蒂亞的證明是正確的?這些問題其實都是數(shù)學界的專業(yè)問題,需要專業(yè)人員來回答。但是,既往的事實和現(xiàn)今的情況都注定了,迄今黎曼猜想還是一個公說公有理、婆說婆有理的無解問題。

100多年來,有不少數(shù)學家提出,他們證明了黎曼猜想,但是,也總是有人指出了其中的錯誤。2008年7月2日,美國楊百翰大學的數(shù)學家XIAN-JIN LI也是在預印本網(wǎng)站arxiv上發(fā)表一篇論文,宣稱證明了黎曼猜想。

但是,法國數(shù)學家阿蘭·科納和澳大利亞數(shù)學家陶哲軒(均為菲爾茲獎得主),分別在Li證明的第29和20頁發(fā)現(xiàn)了錯誤。

然而,也正如哥德巴赫猜想的證明歷程一樣,也有一些證明正在一步步走向問題的核心,并為最終證明黎曼猜想鋪墊階梯。

黎曼猜想認為所有素數(shù)都可以表示為一個函數(shù),ζ(s)=0位于一條垂直直線上,ζ函數(shù)所有非平凡零點的直線也被稱為臨界線。但要證明這一點卻困難重重,不過1個多世紀以來,也不乏重大發(fā)現(xiàn)。

例如,1974年美國數(shù)學家列文森證明,至少有34%的非平凡零點位于臨界線上。這是一個比較顯著的成果。而且,現(xiàn)在研究人員從分析和數(shù)值計算兩方面著手,已經(jīng)證明至少有40%的非平凡零點位于臨界線上。但這也離證明黎曼猜想差得太遠。

▲圖片來源:視覺中國

▲圖片來:視覺中國  假如黎曼猜想被證明,互聯(lián)網(wǎng)安全或受沖擊

現(xiàn)在阿蒂亞宣布能證明黎曼猜想,就必然有其獨到的見解和發(fā)現(xiàn),是與非當然要留給專業(yè)人員來解讀和判斷。能否證明黎曼猜想固然非常重要,而且可能還會一直爭論不休。但或許更重要的是,人們在證明黎曼猜想歷程中的探索,以及這種探索的意義,無論最終能證明與否,都將顯示不朽的價值。

具體到黎曼猜想,數(shù)學家的解釋是,黎曼猜想與數(shù)論中的素數(shù)分布問題有密切關(guān)系,早期在證明黎曼猜想的過程中也證明了有關(guān)素數(shù)分布的一個重要命題——素數(shù)定理。素數(shù)定理在被證明之前,本身也是一個有著100多年歷史的重要猜想。

更重要的是,黎曼猜想與其他數(shù)學命題之間有著千絲萬縷的聯(lián)系。迄今,已經(jīng)有1000條以上的數(shù)學命題是建立在黎曼猜想基礎之上,如果黎曼猜想被證明,則1000多條數(shù)學命題可以升級為定理,就像最基本的勾股定理一樣;反之,如果黎曼猜想未被證明或證偽,那1000多條數(shù)學命題也可能全部是虛假。

證明黎曼猜想對其他學科具有重要的實用意義,如計算機和網(wǎng)絡、物理學,甚至生物神經(jīng)網(wǎng)絡和人工智能?,F(xiàn)在,最現(xiàn)實的意義是,如果黎曼猜想被證明,互聯(lián)網(wǎng)和金融世界的安全,要么遭到毀滅,要么升級和找到更為安全的密鑰。

黎曼在1859年提出黎曼猜想就是想解決素數(shù)之秘?,F(xiàn)在,人們還沒有發(fā)現(xiàn)素數(shù)的規(guī)律,因此素數(shù)被廣泛應用在密碼學上,以它作密鑰,如果想破解,必須要進行大量運算,即使用最快的電子計算機,也會因求素數(shù)的過程時間太長而失去破解的意義。

現(xiàn)在,各大銀行、金融機構(gòu)、計算機公司,甚至軍事機構(gòu)、國家安全部門、保密機構(gòu)、政府檔案等都采用RSA公鑰加密算法,這是基于一個簡單的素數(shù)事實,將兩個大質(zhì)數(shù)相乘十分容易,但想要對其乘積進行因式分解卻極其困難,因此可以將乘積公開作為加密密鑰。

那么,黎曼猜想得到證實,基于大素數(shù)分解的非對稱加密算法是否會走到盡頭呢,公鑰加密是否還能保密,從而影響金融、網(wǎng)絡和國家安全呢?

不幸的是,還是兩種相對的觀點,一種認為公鑰加密不會受到影響,即便受到影響,也會從黎曼猜想的證明找到新的安全保密方法;另一種則認為公鑰加密將會被淘汰,信息時代也將步入泄密的不安全時代。

顯然,向其他學科滲透和應用于多學科,就是黎曼猜想的最大的現(xiàn)實意義。

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