“通过域论,构造二次域q(√3)的基本代数式,如w=2+√3与其共軛w=2-√3……再利用有限域上的阶和二次剩余理论,就能很轻鬆完成检验法充分性和必要性的证明。”
“不过,域论是抽象代数的產物了,难不成要把域论搞出来?”
“那也太麻烦了,需要先把群论和环论的概念明確了,才能进一步推导域论……”
罗伦暗暗摇头。
域论是群论和环论的高级综合体,其定义、定理和应用均建立在对前两者的深刻理解之上。
一般情况下,需要先掌握了群的基本性质,研究了环的结构,最终才能通过环的局部化和扩张化定义『域』和研究『域』的性质。
想要跳过群和环的概念,直接去掌握域,也不是不可能,但非常难以理解。
“完整的域论,太复杂了,不考虑……那能绕开域论完成证明吗?”
罗伦在脑海中思索了一阵,目光微闪:
“没法完全绕过,但却可以通过初等数论与入门级代数数论的概念,如二次剩余和二次域整数环的基本性质,来进行简化。”
“另外,关於抽象映射的那部分计算,似乎可以通过二项式定理和费马小定理来验证?”
“对,没错,的確可以!”
“然后是关於q(√3)及其上的加法、乘法、共軛、范数等运算,这一块实际是个交换环,如果拒绝环结构的出现,那就需要反覆手动展开二项式定理和对模运算进行繁琐的分类討论……”
“虽略显笨拙,但完全可行。”
念及此,罗伦坐直身子,拿起桌面上的写字笔,快速在一张空白纸张上书写起了自己的思路。
涉及到关键数学知识的部分,他则用潦草的通用汉语进行了代替,看起来像是涂鸦,也不怕手稿被人拿走后,看出什么端倪。
快速地写写画画之下,罗伦將思路基本理清,並且確定了需要拋出来的新知识。
“唔,差不多了,通过二次剩余系的概念,再辅以初等数论的个別知识,检验法的判定定理,就能完成严谨的证明。”
“那就,开始证明吧……”
书写加刪改,一直忙活到下午四点,罗伦终於用初等数论的知识,確定了m素数检验法判定定理的成立。
由於缺乏抽象代数的概念做支撑,所以,他的整个证明过程看起来略显繁琐。
约莫脸盆大小的纸张,用了七页。
“怎么样罗伦,搞定了吗?”
爱德华早就验算完了m19与m31这两个数,也知道罗伦正在证明检验法的判定定理,此刻见他放下写字笔,不再书写,连忙凑过来,一脸期待之色。
“嗯,差不多了。”
“那我能看看吗?”爱德华问。
“当然。”罗伦將那七页纸推给了他。
爱德华接过纸页,凝神仔细看了起来,一开始他还微微皱眉,因为罗伦一上来就拋出了新的数论知识,他看著有点费劲儿。
但当熟悉那些知识之后,爱德华越看眼睛越亮。
待看到结尾,他那激动的神情再也压制不住,声音颤抖著道:
“不愧是你啊罗伦,居然,居然这就完成了检验法的证明……所以,我姐的这课题,已经被你解决了?!”
“还不算,课题目標是找出第九个和第十个m素数,眼下可还没找出来。”罗伦笑道。
爱德华也咧嘴一笑:“连这么高效的检验法都有了,第九和第十个m素数,不是轻而易举就能找到吗?都不用你和我姐出手了,给我一个礼拜的时间,我一个人便能將它们都找到!”
他挑了挑眉,走过来搂了下罗伦的膀子,提议道:
“要不然,我们先別告诉我姐?等过几天我將第九个和第十个m素数找到了,再告诉她,嚇她一大跳!”
然而,爱德华话音刚落,伊莎贝尔那清冷的御姐嗓音,便在窗外响了起来:
“什么嚇我一大跳?爱德华你要做什么?”
下一瞬,就见伊莎贝尔的身影,不知何时已经踩在了窗台上。
她轻轻一跃,便宛若翩翩蝴蝶一般,轻盈地踩在了书房中的地板上,並將头顶的宽檐帽取下,露出一张洁白无瑕的玉容与一头轻轻晃荡的柔顺金髮。
“姐你怎么神出鬼没的,你才嚇我一跳。”
爱德华嘀咕了一声,然后一把捞起桌上的那七页纸,眉飞色舞地上前递给伊莎贝尔:
“本来我还和罗伦商量著,瞒一下姐你,等到课题彻底解决之后,再给你一个惊喜的,但既然你都听到了,那也没什么好瞒的,喏,给你,你瞅瞅这个。”
伊莎贝尔接过七页纸,目光刚落在开头,漂亮的绿眸中便浮出了一抹惊讶之色:
“一种可以快速检验m素数的方法及其证明方法……这,罗伦,你已经理清你之前提过的那种思路了?!”
她自动忽略了自家弟弟,因为她知道,爱德华根本不可能有能耐完成这件事。
那本事只有罗伦这位数学天才才有,也只可能是他。
罗伦点头:“差不多吧,教授您先看看上面的证明过程,也不知是否合格。”
合格是肯定合格的,虽然稍微繁琐了一些,但罗伦很篤信自己的推导链条没错,就是不知伊莎贝尔是否认同。
“好,我先看看。”
伊莎贝尔頷首,走到主位上落座,取下手上的手套,將之与帽子一起送进收纳袋中放好,接著才眉黛微凝,仔仔细细地看起了那七页纸上的证明內容。
她的阅览速度很快,不一会儿,就將整篇证明全都看了一遍。
她眼中闪过浓烈的惊奇之色,但仍旧带著几分疑惑。
隨后,伊莎贝尔又看起了第二遍。
这一遍,她看得很是认真,几乎是逐字逐句地阅读与思考。
过了大半个小时,她才放下手中的纸页,喃喃说道:
“精闢的证明,逻辑链条完全没错,这种检验法……”她望向罗伦,眼里带著灼热的光芒,问道:“这种检验法,你们验算过几个m素数了?”
“那八个m素数,全验算了一遍,结果完全符合检验法的判定定理。”罗伦回道。
爱德华这时在旁边补充道:“姐,这是我刚才验算的m19和m31的手稿,你瞅瞅。”
伊莎贝尔赶忙接过那一叠手稿,也不看m19,只看m31。
几分钟后。
伊莎贝尔的呼吸急促起来,天鹅颈下的高耸与傲人明显起伏了两下,白皙的脸蛋上更染了一层兴奋的红润之色。
她的情绪控制不住地激昂起来:
“前后的四则运算,居然不到一百次,这,这也太不可思议了!”
激动之余,伊莎贝尔难免有些恍惚。
要知道,m31可是等於2147483647,足足有十位数啊,之前伊莎贝尔光是为了確定m31是素数,前后就花了一个多月的时间。
然而,爱德华给的这些验算手稿,显然无需一个多月的时间,如果让她来算,她不超过半小时就能算完。
这效率,这速度……太高太快了!
相比起她之前的算法,这种检验法的计算过程,简单到令人髮指。
即便是她近期很看好的那种新思路,在这个检验法面前,也会直接被秒到渣都不剩。
根本都不是一个层次的东西。
伊莎贝尔深呼吸了几口气,压下有些失控的情绪,让自己恢復了冷静,她看向罗伦,漂亮的眼睛里饱含笑意:
“罗伦,你真是又给了我一个巨大的惊喜,这种检验法,嗯,它简直就是专门为寻找m素数而量身定製的一种超级算法……”
“能帮到教授您的这个课题就好。”罗伦道。
伊莎贝尔红润的嘴唇掀起一丝愉悦的弧度,语气轻快道:
“岂止是能帮到,你这种检验法与这篇证明一出,找到第九个与第十个m素数与完美数,已经完全不成任何问题了,少则一两日,多则三五日,肯定能有结果。”
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