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分析受蒙哥马利 conjecture 启发的动力系统:对 zeta 函数零点及数论中的混沌的洞见

综合数学 2026-01-01 v2 混沌动力学

摘要

本研究分析了一种新型动力系统,灵感来自蒙哥马利对偶相关猜想,将其用于建模黎曼 zeta 函数非平凡零点之间的间距,基于 GUE 核 g(u)=1(sin(πu)πu)2+δ(u)g(u) = 1 - \left( \frac{\sin(\pi u)}{\pi u} \right)^2 + \delta(u)。递推 xn+1=1(sin(π/xn)π/xn)2+1xnx_{n+1} = 1 - \left( \frac{\sin(\pi/x_n)}{\pi/x_n} \right)^2 + \frac{1}{x_n} 模拟了作为量子算子类比实现 P\' olya-Hilbert 猜想的特征值间隔排斥。分岔分析和 Lyapunov 指数揭示了类量子混沌:在 x=0x=0 处,线性化动力学 f(x)=1π2x2f(x) = 1 - \pi^2 x^2 产生高斯 Lyapunov 函数 V(x)=C1eπ2x3/3V(x) = C_1 e^{-\pi^2 x^3/3},以 LaSalle 不变性界定零点在 [0,1][0,1] 内;大 xx 时表现为指数增长 λnln(π2/6)\lambda_n \to \ln(\pi^2/6)。熵分析确认 GUE 能级间隔,小初始条件下零熵。与实际 γn\gamma_n 的比较验证误差 <10100<10^{-100},而谱密度 ρ(E)logE2π\rho(E) \sim \frac{\log E}{2\pi} 匹配 zeta 零点统计。这桥接了蒙哥马利对偶相关到量子混沌,为 ζ(1/2+it)\zeta(1/2+it) 的零点间距分布提供计算证据,支持量子算子假设。

关键词

引用

@article{arxiv.2406.12852,
  title  = {Analyzing Dynamical Systems Inspired by Montgomery's Conjecture: Insights into Zeta Function Zeros and Chaos in Number Theory},
  author = {Zeraoulia Rafik and Pedro Caceres},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2406.12852},
  year   = {2026}
}

备注

v2: English improved. New quantum operator section added. Abstract/Future Research enhanced + references updated. Thanks to Pedro C\'aceres for collaboration and arXiv admin for the opportunity to improve our work