6大地狱级的世界数学难题 世界上最诡异的数学题


6大地狱级的世界数学难题 世界上最诡异的数学题

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在2000年之初 , 克雷数学研究所提出了七个问题 , 这些问题被认为是至今仍未解决的最困难的问题之一 。解决其中任何一个问题都有100万美元的赏金 。
在我写这篇文章的时候 , 只有庞加莱猜想得到了解决 。格里戈里·佩雷尔曼(Grigori Perelman)在2003年给出了证明 , 并在2010年被正式授予千禧年奖 , 但他拒绝了 。
我将首先介绍这个猜想(现在是定理) , 然后根据复杂度的增加顺序介绍剩下的未解决的问题 。
庞加莱猜想
庞加莱猜想 , 拓扑学上的一颗明珠 , 揭开宇宙形状之谜
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 。
让我们逐字分析一下 。首先 , 流形是局部具有欧几里得空间性质的空间 , 在数学中用于描述几何形体 。这意味着 , 如果你放大它 , 它看起来像一条线或一个平面或规则的三维空间等等 。一个流形的例子是一个球体 , 如果你和它相差足够大并身处其中 , 它看起来是平的(就像你感觉地球是平的一样) 。流形的维数就是它局部看起来像的空间的维数 , 例如 , 一个球局部看起来像一个平面(这意味着它有维数2) , 一个圆局部看起来像一条线(所以它有维数1) , 一个思维球体局部看起来像一个三维结构(这一定很神奇 , 但是我们无法想象) 。
如果一个流形是紧凑且无边界的 , 那么这个流形就是封闭的(这是一个比较复杂且重要的拓补概念 , 需要另一篇文章来详细解释) 。0和1之间的线段有0和1的边界 , 所以不是封闭的 。圆没有边界 , 所以是封闭的 。
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  • 一种封闭的2维流形 , 叫做2维环面
如果一个流形没有“孔” , 则它是单连通的:
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  • A是单连通空间 , B不是单连通空间
等效的单连通表述是 , 每个环可以连续地收缩到一点 。
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  • A中的一个环可以收紧到一个点;B中的一个环被一个孔“卡住” , 不能被收紧到一个点 。
如果能连续地把一个变形成另一个 , 然后再变回来 , 那么这两个流形是同胚的(允许的变形包括拉伸、挤压和扭转 , 但不允许撕裂和穿孔) 。这就引出了著名的甜甜圈和茶杯杯之间的比较(拓补上 , 它们是同一种东西) 。
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  • 把甜甜圈变形成茶杯
在拓扑学中 , 我们想对所有流形进行分类 , 其中在某个类中的所有流形都是彼此同胚的 。在二维空间中 , 很容易看出 , 如果流形是封闭的且没有洞 , 那么它就相当于一个2维球体(圆面) 。很容易确定一个2维流形是否同胚于2维球体 。
庞加莱指出 , 这在三维中也是成立的 , 即任何封闭的 , 单连通的3维流形都同胚于3维球面 。
2002年 , 格里戈里·佩雷尔曼通过使用“里奇流”证明了庞加莱猜想 。
P vs NP
能否快速验证每个问题是否可以解决 , 并快速解决?