第二百零九章 分层筛法
的流型,使得素数集合映射于它的某个拉格朗日子流形,那么哥德巴赫猜想就变成了一个几何定理。

    沿着这条路,肖宿继续向前探索。

    他先从最基础的地方开始,重新梳理了筛法和圆法的理论框架。

    筛法的内核思想,是用一个“筛子”去过滤掉那些不想要的数。

    比如要研究素数,就先列出所有整数,然后筛掉所有2的倍数、3的倍数、5的倍数……剩下的就是素数。

    但筛法有个问题:筛子太密的时候,误差项会失控。

    肖宿想了一个办法,既然不能一次筛到底,那就分层筛。

    他把筛的过程拆成了好几层,每一层只负责筛掉一部分合数,同时保留足够的结构信息,最后再把各层的结果用一种巧妙的方式叠加起来。

    这个思路来源于他去年处理加权度量构造时的经验。

    当时他在研究有理双曲奇点邻近的度量问题时,面对的是一个非常类似的困境:

    直接在奇点上做计算会发散,但如果把奇点周围的空间分层展开,一层一层地逼近,最后再取极限,就能得到一个收敛得非常好的结果。

    把连续空间的技巧移植到离散的整数集合上,这件事说起来简单,做起来却难如登天。

    但肖宿最不怕的就是鸿沟,只是短暂思考了一段时间,他就开始了对这个方法的构造。

    他做的第一步是下定义,也就是分清楚什么是层。

    他先把从2到N的所有整数,按照它们的最小素因子的大小,分成了若干个层次。

    这个分层方式的好处是,每一层内部的数在某种意义下是“均匀”的,筛起来误差项的增长速度会慢很多。

    坏处是,层的数量k本身就是一个需要精心选择的参数。

    k太小,层数不够,误差项还是会堆积;k太大,层数太多,每一层的计算复杂度会爆炸。

    肖宿花了一个星期的时间,反复调整这个参数,最终找到了一个微妙的平衡点。

    这个平衡点不是一个固定的数字,而是一个依赖于N的函数,当N变化的时候,最优的层数也会跟着变化。

    他把这个函数写成了一组递推关系式,密密麻麻地占据了草稿纸的整整五页。

    然后第二步就是赋予权重。

    分层之后,每一层筛出来的数,是不能直接相加的。

    因为不同层的数在最终的计数中贡献的“分量”是不一样的,如果简单粗暴地加起来,就会象把不同面额的硬币混在一起数,数出来的总数毫无意义。

    肖宿需要给每一层赋一个权重。

    这个权重要能够精确地反映该层中的数在哥德巴赫分解中的“重要性”。

    换句话说,如果一个数更容易作为大偶数的素数加项出现,那么它的权重就应该比其他数更高。

    这个想法本身并不新鲜。

    ”证明里就用过加权筛法,只不过他用的权重函数和肖宿构造的这个完全是两个维度的东西。

    陈景润的权重是一个相对简单的、静态的函数,而肖宿需要的权重必须是一个动态的、随层次变化而变化的算子。

    他把这个算子命名为“分层权函数”,用希腊字母ω加之下标来表示。

    而推导这组兼容性条件又花了他四天时间。

    当最后一个不等号在草稿纸上落定,他终于长舒一口气。

    他给这种方法起了个名字:分层筛法。