他的手动的飞快,空白的草稿纸被逐渐填满。
定义3:两个整数和n是孪生素数对,若且唯若:
1.φ和φ都是x中的“算术奇点”,即对应素数的像;
2.d,φ)=2;
其中2是所有p进分量差异的加权和。
如果和n是孪生素数对,比如3和5,那么对於大多数素数p,|3—5|_p=|—2|_p。
对於p≠2,|—2|_p=1,因为—2不被p整除。
对於p=2,|—2|_2=1/2,因为2整除—2一次。
所以d,φ)=Σw1+w。
因为Σw发散,所以这个和发散。
所以3和5在加权度量下的距离是无穷大
肖宿皱起眉头。
不对,这样定义有问题。
他意识到,如果直接用原始定义,任何两个不同整数的距离都是无穷大,因为对无穷多个p,|—n|_p=1。
加权和自然发散。
需要修改。
也许不是所有p都计入
也许只有那些对“区分”和n有贡献的p才计入
肖宿托腮思考了一会儿,他觉得定义2还不够完备。
定义2在实际计算中,应该只考虑那些|—n|_p≠0的p,即p不整除—n。
对於这些p,|—n|_p=1。
所以d,φ)正比於这些p的权重和。
当—n固定时,这个和发散,所以需要正规化。
减去发散项,留下有限部分。
肖宿自己曾经在《数学发明》那篇论文中用过类似的技巧:对於素数计数函数的误差项,减去主项后,剩余部分可以用一个收敛的级数表示。
在这里也可以用同样的方法。
定义2:定义正规化距离d?,φ)=li_{x∞}[Σ_{p≤x,p?}wΣ_{p≤x}w/p]
这个定义的精妙之处在於,第一项求和是对所有不整除的素数,第二项减去的是所有素数的某种平均。
当x∞时,两个发散项抵消,留下一个有限值。
肖宿开始估算这个值。
对於固定的差值k=—n,不整除k的素数占比大约是n_{p|k}。
所以第一项约等於)Σ_{p≤x}w。
第二项是Σ_{p≤x}w/p。
两者相减后,主项抵消,剩下的是一个收敛级数。
当k=2时,只有p=2整除k。
所以n_{p|k}=1—1/2=1/2。
因此:d?,φ)=li[Σ_{p≤x}wΣ_{p≤x}w/p]+有限修正=liΣ_{p≤x}w+有限修正
当p很大时,趋近於1/2,所以这个级数发散,除非w衰减得足够快。
w=/plogplogp。
乘以后,仍然logp,求和发散。
又卡住了。
肖宿揉了揉紧绷的太阳穴。
也许w需要重新设计。
也许应该让w衰减得快一些,比如w=logp/p
但这样在之前的有理点估计中就不够用了。
他陷入了沉思。
窗外传来远处的汽车声,很轻,像是从另一个世界飘来的。
等等。
肖宿突然想到一种可能性。
也许根本不需要d?,φ)=2这个条件。
也许孪生素数的本质特徵在於,φ和φ在x中形成某种特殊的“双子结构”,一种在辛几何意义下的配对。
他想起自己在顾—辛框架中定义的“孪生结构”,那原本是用来描述辛流形上两个互为对偶的子流形的。
如果把这个概念移植过来...