リーマン予想

ベルンハルト・リーマン
リーマンは、1859年の論文『与えられた数より小さい素数の個数について』において、自明でないゼータ関数の零点は、複素数平面上の直線 \( \frac{1}{2} + it \)(\( t\) は実数)に並ぶという予想を述べた。これがリーマン予想である。
ゼータ関数にオイラー積を適用すると、
\[ \frac{2^x}{2^x-1} \times \frac{3^x}{3^x-1} \times \frac{4^x}{4^x-1} \times \frac{7^x}{7^x-1} \times \frac{11^x}{11^x-1} \times ... \] となり、この零点も直線上に並ぶ。
こうして、一見すると数直線上にデタラメに並んでいる素数の出現間隔に、何か一定の法則があると考えられるようになった。

2000年に、クレイ数学研究所がリーマン予想の証明に100万ドルの賞金を賭けたが、2023年12月時点で証明はなされていない。現時点で分かっていることは
ゼータ関数にオイラー積を適用すると、
\[ \frac{2^x}{2^x-1} \times \frac{3^x}{3^x-1} \times \frac{4^x}{4^x-1} \times \frac{7^x}{7^x-1} \times \frac{11^x}{11^x-1} \times ... \] となり、この零点も直線上に並ぶ。
こうして、一見すると数直線上にデタラメに並んでいる素数の出現間隔に、何か一定の法則があると考えられるようになった。

2000年に、クレイ数学研究所がリーマン予想の証明に100万ドルの賞金を賭けたが、2023年12月時点で証明はなされていない。現時点で分かっていることは
- 虚部が \( 0 \) より大きく \(3 \times 10^12 \) より小さい零点は、実部が \( \frac{1}{2} \) であることが知られている。
- 実部が \( \frac{1}{2} \) である零点は無限個存在することが証明されている。
- 非自明な零点の実部は \( 0 \) より大きく \( 1 \) より小さいことが証明されている。
この時代の世界
(この項おわり)
ゼータ関数は、実部が1より大きい複素数 \( z \) に対して、\( \displaystyle \zeta (s) = \sum_{n=1}^{\infty}\frac{1}{n^{s}} \) という式で表され、\( \zeta (s) = 0 \) となる複素数 \( z \) をセータ関数の零点という。