世界七大数学难题?
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。这七个问题都被悬赏一百万美元。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。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。
世界三大难题是哪三个?
第一大难题比较有意思,不是饥饿问题,也不是环境保护问题,是减肥的问题。心血管疾病、二型糖尿病等等一系列影响人类健康的病症都与肥胖有关。肥胖在全球流行,每年至少有280万人的死亡可归咎于超重或肥胖。肥胖曾被视为高收入国家的问题,而现在低收入和中等收入国家也广泛存在这一问题。
世界第二大难题是和平问题,但并不是全球的和平问题,而是中东的和平问题。
从某种意义上讲战争也是一种交流和融合,但这种交流和融合的代价是付出人的生命,所以不能过度交流,过度交流人就没了。一般都打打停停,停停打打。
世界第三大难题,和中国有关,当然是西方的视角,就不说了。
古老文明在面临现代西方文明冲击的时候怎么过度,是人类文明的一个大问题,我们也同样面临这种困惑。
世界数学七大难题被证明了几个?
只证明了庞加莱猜想。
俄罗斯数学家佩雷尔曼于2003年在网上公布了庞加莱猜想的证明纲要,数学家们评审过后一致认为此猜想获得了彻底的证明。很多数学家对这一猜想都做出过重要的理论贡献。庞加莱猜想是拓扑学上的世纪难题,它的证明有助于科学家弄清楚宇宙的形状。
其它六个难题每个都艰深无比,每个都意义非凡,它们的解决都是相关领域的重大突破,其中的黎曼猜想据说可以难倒外星人,许多伟大的数学家都在它上面栽过大跟头,足见证明它的宇宙级难度。
世界的三大难题是什么?
哥德巴赫猜想、四色猜想和费马大定理。
其中,近代数学三大难题指的是:哥德巴赫猜想、四色猜想和费马大定理。现代数学三大难题指的是:20棵树植树问题,四色绘地图问题,单色三角形问题。
世界三大难题是资源(短缺)问题、环境(污染)问题、人口(膨胀)问题。近年来,能源短缺和环境污染问题成为世界关注的焦点问题。
谁知道世界十大难题是什么?
1、NP完全问题(NP-C问题)
NP完全问题(NP-C问题),是世界七大数学难题之一。NP的英文全称是Non-deterministic Polynomial的问题,即多项式复杂程度的非确定性问题。简单的写法是NP=P?,问题就在这个问号上,到底是NP等于P,还是NP不等于P。
NP就是Non-deterministic Polynomial的问题,也即是多项式复杂程度的非确定性问题。而如果任何一个NP问题都能通过一个多项式时间算法转换为某个NP问题,那么这个NP问题就称为NP完全问题(Non-deterministic Polynomialcompleteproblem)。NP完全问题也叫做NPC问题。
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。由威廉·瓦伦斯·道格拉斯·霍奇提出,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,属于世界七大数学难题之一。
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。
3、庞加莱猜想
庞加莱猜想(Poincaré conjecture)是法国数学家庞加莱提出的一个猜想,其中三维的情形被俄罗斯数学家格里戈里·佩雷尔曼于2003年左右证明。2006年,数学界最终确认佩雷尔曼的证明解决了庞加莱猜想。
1904年,法国数学家亨利·庞加莱提出了一个拓扑学的猜想:“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。”简单地说,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。
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。希尔伯特在第二届国际数学家大会上提出了20世纪数学家应当努力解决的23个数学问题,被认为是20世纪数学的制高点,其中便包括黎曼假设。现今克雷数学研究所悬赏的世界七大数学难题中也包括黎曼猜想。
5、杨米尔斯的存在性和质量缺口
杨米尔斯的存在性和质量缺口是世界七大数学难题之一,问题起源于物理学中的杨·米尔斯理论。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。
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,数学家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。
6、纳维-斯托克斯方程
纳维-斯托克斯方程是一组描述象液体和空气这样的流体物质的方程,简称N-S方程,是世界七大数学难题之一。因1821年由C.-L.-M.-H.纳维建立和1845年由G.G.斯托克斯改进而得名。
纳维-斯托克斯方程建立了流体的粒子动量的改变率(加速度)和作用在液体内部的压力的变化和耗散粘滞力(类似于摩擦力)以及重力之间的关系。这些粘滞力产生于分子的相互作用,能告诉我们液体有多粘。这样,纳维-斯托克斯方程描述作用于液体任意给定区域的力的动态平衡,这在流体力学中有十分重要的意义。
7、BSD猜想
BSD猜想,全称贝赫和斯维纳通-戴尔猜想(Birchand Swinnerton-Dyer猜想),属于世界七大数学难题之一。它描述了阿贝尔簇的算术性质与解析性质之间的联系。
8、哥德巴赫猜想
哥德巴赫1742年给欧拉的信中哥德巴赫提出了以下猜想:任一大于2的偶数都可写成两个质数之和。但是哥德巴赫自己无法证明它,于是就写信请教赫赫有名的大数学家欧拉帮忙证明,但是一直到死,欧拉也无法证明。
9、四色定理
四色定理又称四色猜想、四色问题,是世界三大数学猜想之一。四色定理的本质正是二维平面的固有属性,即平面内不可出现交叉而没有公共点的两条直线。地图四色定理(Four color theorem)最先是由一位叫古德里(Francis Guthrie)的英国大学生提出来的。
10、费马大定理
费马大定理,又被称为“费马最后的定理”,由17世纪法国数学家皮耶·德·费马提出。定理断言当整数n>2时,关于x,y,z的方程x^n+y^n=z^n没有正整数解。费马大定理提出后,曾经历多人猜想辩证,历经三百多年的历史,最终在1995年被英国数学家安德鲁·怀尔斯彻底证明。
世界六大难题是什么?
1.哥德巴赫猜想:1个偶数可分为2个质数相加《本题未解》(本题被誉为数学王冠上的明珠,陈景润证明了1个偶数可分为1个质数加上2个质数相乘,俗称1+2)
2.费马猜想:任意自然数abc,当n大于2时,a的n次方加b的n次方必不等于c的n次方《本题已解,奖金已送出》(法律专业的费马写完这个猜想后说道:我已想到这个题目的美妙解法,无奈这页空白太少,写不下,就不写了…后来的数学家看到这句话后大为光火,奋而求解,终于在350多年后怀尔斯用模椭圆曲线和群论搞定了本题)
3.四色猜想:任何地图只要4种颜色就可以区分所有国家《本题已解》(1976年美国数学家阿佩尔、哈肯用2台计算机经过50多天100多亿次逻辑判断证明了出来,据说刚开始它作为答案仅仅是因为没人能证明该证明过程是错的)
4.植树问题:种20棵树,4棵为1行,问最多能种几行(16世纪排出16行,19世纪排出18行,20世纪末排出20行,那么你呢…)
5.欧氏第五公设问题:…等价表达…过直线外1点只有1条平行线《本题无解》(欧几里德通过这个假设推出了欧氏几何,也叫平面几何;顽强而又不幸的罗巴切夫斯基通过这个假设的反面推出了非欧几何,也叫黎曼几何,广义相对论的基础…)
6.黎曼猜想:黎曼zeta函数等0时的所有解在同一直线上《本题未解》(本题非常的神秘,据说它涉及数论函数甚至经济社会等等方面,博奕论鼻祖纳什曾经用n年时间求解此题,不幸疯掉…)
7.角谷猜想:1个自然数,是偶数就除2,是奇数就乘3加1,最后结果总会是1《本题未解》
8.单色3角形问题:有6个点,每2点用黑色或红色相连,是否必定存在1个单色3角形?《本题未解》(另一表达:6个人在一起,必有3个人认识或不认识)