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华人攻破上世纪数学难题

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华人攻破上世纪数学难题

想象你面前有一张巨大的白纸,上面画了很多线,每条都指向不同的方向。

突然一阵风吹过,一些灰尘落在纸上。

此时一位乐于助人的数学家出现,告诉你某一条线上有多少灰尘。

你能根据这一信息,算出所有线条上总共有多少灰尘吗?

以上这个数学难题来自弗斯滕伯格集合猜想(the Furstenberg set conjecture)。


 

它于1999年诞生,至今已有24个年头——

尽管在数学史上还算年轻,但它看起来也不简单。

不过,好消息:

普林斯顿二年级研究生Kevin Ren和纽约大学王虹教授已经将它完整证明出来了。


 

并且有意思的是,两人此前素未谋面,是在各自的研究中“不谋而合”地想到了同一方法,然后才合作发表了这篇成果。

华人师生解决诞生于1999年的数学猜想

要解决这个猜想,必须得先掌握豪斯多夫维数的概念。

通俗的来说,最接近这个想法的数学模型是拓扑维度。

对于日常物体,比如直线、长方形,它们的拓扑维度(以及豪斯多夫维数)必然是整数(分别为1、2)。

但是这个概念在描述某些不规则的集合比如分形的时候遇到了困难,而豪斯多夫维数则是一个描述这类集合的恰当工具。

在这些情况下,它可能为一个非整的有理数或者物理数

比如科赫曲线(下图为它的4次迭代过程),每一部分都由4个跟它自身比例为1:3的形状相同的线组成,它的豪斯多夫维数就约等于1.26。