《学霸的科幻世界》第四百八十三章 研究方向

    庞学林呆呆地看着屏幕中的两位白发老者，三十年前的往事依旧如同昨日，依旧历历在目。
    在这个世界上，唯一不可阻挡的是时间，它像一把利刃，无声地切开了坚硬和柔软的一切，恒定地向前推进着，没有任何东西能够使它的行进产生丝毫颠簸，它却改变着一切。
    许久之后，庞学林才长长发出一声叹息。
    中国太阳世界不是他待过的世界中时间最长的，也不是最危险的，却是最让他难以忘怀的。
    在这个世界，他收获了友情、亲情、爱情，建立起了自己的事业，取得了常人难以想象的成就，却又以一种如此无奈的方式与众人分离。
    世事无常，即使庞学林这样的时空行者，也有无奈的时候。
    嗤……
    身后的气闸门突然打开。
    庞学林扭过头，便看到不知何时已经醒来的慕青青飘了进来。
    “阿林！”
    看到庞学林，慕青青显得有些激动，微微一用力，瞬间来到了庞学林的面前。
    “青青！”
    庞学林将妻子搂入怀中，两人久久相拥。
    许久之后，庞学林才慢慢将慕青青分开。
    慕青青过去三十年同样收到了不少的视频信息，有慕东来的，有冯婉莹的，也有刘琦的，内容和庞学林收到的大同小异。
    只不过女孩子毕竟敏感，慕青青才看完不到一半，便扑进庞学林怀中泣不成声。
    等慕青青从低落的情绪中走出来，已经是好几天之后的事了。
    对于方舟号飞船上的探险者而言，想要在接下来的行程中尽可能少地犯错误，最重要的就是时刻保持理性，不能让情绪支配自己的行动。
    经过几天的调整，庞学林和慕青青的生活开始变得规律起来。
    除了每天在睡袋里相拥而眠，剩下的时间，两人基本上都在不停地忙碌中度过。
    三十年的时间，方舟号飞船上面已经积累了不少的故障，虽然系统涉及的冗余度很高，但没有旁人干预的话，故障不断出现，总有一天飞船会彻底崩溃。
    因此，这几天庞学林和慕青青对飞船软硬件系统进行了全方位大检查。
    一些已经破损或者出现问题的零部件，直接用备件更换，或者将原部件的材料还原后，通过3d打印技术更新一遍。
    此外，庞学林和慕青青还执行了十多次的太空行走任务，来修复一些磨损的纳米镜膜。
    当然了，还有一项任务也是必不可少，那就是通过飞船上携带的望远镜以及探测器，探查比邻星。
    几乎每一天，庞学林和慕青青都会有新的发现。
    比邻星的实际直径仅为太阳的七分之一，质量相当于木星的一百五十倍，而它的寿命却是太阳的好几倍，高达八百多亿年。
    在银河系，有将近四分之三的恒星都是这种红矮星。
    由于体积和亮度的原因，长期以来，很少有天文学家投身到红矮星的科学研究中。几十年来，科学家认为红矮星附近根本不可能有智慧生命。
    原因很简单，假如红矮星周围有行星围绕，也会由于它们之间相距过近，行星完全被红矮星“锁定”，就如同月球被地球锁定一样。行星将只有一面向着它的“太阳”，也就是红矮星，而另一面永远处于黑暗之中。
    因此，这个行星上将出现极端恶劣的环境，在黑夜的一面任何大气气体都将被冻住，白昼的一面却完全暴露在恒星射线的照射之下。
    难以想像，这样的行星环境会有生命存活，于是，红矮星几乎毫无争议地被排除在地外生命探索目标的名单外。
    当然，也有人认为，红矮星上的核聚变很缓慢，这使它们的寿命非常长，可以保持几十亿年甚至更长久的稳定状态，这对周围行星上的生命发展是有利的。
    与之相比，太阳大约只能再支持地球生命50亿年，此后将膨胀变成红巨星，把地球烤焦并吞噬。
    只是遗憾的是，庞学林和慕青青虽然通过望远镜观测到了比邻星周围存在三颗行星，但这三颗行星基本上可以确定不存在生命。
    其中距离比邻星最近的一个行星，和比邻星之间仅有五百万公里，在这样的距离下，行星的一面基本上被潮汐力彻底锁定了。
    这颗星球向阳面温度超过了五百开尔文，被阴面温度却只有数十开尔文，这颗星球荒寂地如同太阳系中的水星一般，没有大气层，没有水，也没有任何生命的存在。
    而第二颗行星，处于比邻星的宜居带内。
    这颗行星虽然有大气层，但大气压力仅相当于地球的千分之三，而且观测表明，这颗新球地质活动较不活跃，地表地貌大部分于远古较活跃的时期形成，有密布的陨石坑、火山与峡谷，另一个地形特征是南北半球的明显差别：南方是古老、充满陨石坑的高地，北方则是较年轻的平原。
    显然，这样的世界，同样没有生命的存在。
    而第三颗行星，则是一颗冰巨星，距离比邻星超过一个天文单位，除了能够观测到表面的风暴，其他一无所获。
    一个月后，方舟一号最终在距离比邻星两个天文单位外的地方掠过了比邻星。
    即使在这样一个距离上，比邻星在两人的眼中，也只是一个乒乓球大小的暗红色火球，给漆黑的夜空染上了一层别样的霞光。
    掠过比邻星后，接下来还得两年时间才能抵达半人马座a a/b星。
    这段日子，生活就枯燥许多了。
    飞船内该维修的故障也都维修了，每天的观测数据也乏善可陈，完全可以交由飞船计算机自动记录，然后通过庞大的天线发往地球。
    不过庞学林和慕青青倒也并不失落，两人反而很享受现在的时光。
    进入中国太阳世界这么多年，庞学林大部分精力都放在了赚钱以及产业发展上，根本没多少时间去搞科研。
    荒废了这么多年的主业，这一次，庞学终于有时间好好搞一搞学术研究，他有种乐在其中感觉。
    至于慕青青，能够陪伴在庞学林身边，对她而言就是最大的满足了。
    每天朝夕相处，偶尔做做有益身心健康又能促进感情的运动，两人都觉得很满意。
    这天晚上（依旧保留了地球上的二十四小时时间制），做完运动，庞学林搂着慕青青去飞船上的淋浴房洗了个澡，慕青青疲惫地沉沉睡去，庞学林却一时半会儿睡不着，干脆来到了自己的小书房，铺开稿子开始自己的研究。
    因为空间以及所能携带的质量有限，因此，方舟一号上面并没有携带多少实验设备。
    搞不了大型科学实验，庞学林只好将注意力重新放在了数学猜想的研究上面。
    迄今为止，庞学林已经完成了bsd猜想，abc猜想，孪生素数猜想，波利尼亚克猜想，霍奇猜想的证明工作。
    接下来的重量级猜想所剩并不算多，有p与np问题，杨-米尔斯存在性和质量缺口，纳卫尔-斯托可方程的存在性与光滑性，大名鼎鼎的黎曼猜想，以及号称迄今为止难度最高的数学猜想哥德巴赫猜想。
    p与np问题实际上是一种逻辑运算问题。
    打个简单的彼方，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。
    这代表了一个现象，即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。
    而杨-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。
    至于纳卫尔-斯托可方程的存在性与光滑性，则是流体力学领域问题。
    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。
    虽然庞氏几何理论使科学家们在求解非线性偏微分方程组取得了实质性的进展，但隐藏在纳维叶－斯托克斯方程中的奥秘，依旧需要数学家们共同努力。
    至于黎曼猜想，其意义就更不必说了。
    黎曼猜想是波恩哈德·黎曼1859年提出的，这位数学家于1826年出生在当时属于汉诺威王国的名叫布列斯伦茨的小镇。
    1859年，黎曼被选为了柏林科学院的通信院士。
    作为对这一崇高荣誉的回报，他向柏林科学院提交了一篇题为“论小于给定数值的素数个数”的论文。
    这篇只有短短八页的论文就是黎曼猜想的“诞生地”。
    黎曼那篇论文所研究的是一个数学家们长期以来就很感兴趣的问题，即素数的分布。
    素数又称质数。质数是像2、3、5、7、11、13、17、19那样大于1且除了1和自身以外不能被其他正整数整除的自然数。
    这些数在数论研究中有着极大的重要性，因为所有大于1的正整数都可以表示成它们的和。
    从某种意义上讲，它们在数论中的地位类似于物理世界中用以构筑万物的原子。
    质数的定义简单得可以在中学甚至小学课上进行讲授，但它们的分布却奥妙得异乎寻常，数学家们付出了极大的心力，却迄今仍未能彻底了解。
    黎曼论文的一个重大的成果，就是发现了质数分布的奥秘完全蕴藏在一个特殊的函数之中，尤其是使那个函数取值为零的一系列特殊的点对质数分布的细致规律有着决定性的影响。
    那个函数如今被称为黎曼ζ函数，那一系列特殊的点则被称为黎曼ζ函数的非平凡零点。
    有意思的是，黎曼那篇文章的成果虽然重大，文字却极为简练，甚至简练得有些过分，因为它包括了很多“证明从略”的地方。
    而要命的是，“证明从略”原本是应该用来省略那些显而易见的证明的，黎曼的论文却并非如此，他那些“证明从略”的地方有些花费了后世数学家们几十年的努力才得以补全，有些甚至直到今天仍是空白。
    但黎曼的论文在为数不少的“证明从略”之外，却引人注目地包含了一个他明确承认了自己无法证明的命题，那个命题就是黎曼猜想。
    黎曼猜想自1859年“诞生”以来，已过了160个春秋，在这期间，它就像一座巍峨的山峰，吸引了无数数学家前去攀登，却谁也没能登顶。
    有人统计过，在当今数学文献中已有超过一千条数学命题以黎曼猜想(或其推广形式)的成立为前提。如果黎曼猜想被证明，所有那些数学命题就全都可以荣升为定理；反之，如果黎曼猜想被否证，则那些数学命题中起码有一部分将成为陪葬。
    庞学林花了几天时间，才决定将黎曼猜想作为接下来的重点研究方向。
    当然，鉴于黎曼猜想的难度以及重要性，庞学林没指望能够顺顺利利地将这一猜想解决。
    他只不过是希望在研究黎曼猜想的过程中，能够加深自己对于素数分布的理解，从而进一步完善自己庞氏几何的相关理论。
    他山之石，可以攻玉。
    说不定通过对黎曼猜想的研究，反而能促进其他领域的进步。