소수와 리만 가설 (질서와 패턴을 찾고자 하는 이들의 궁극적 도전 대상)

소수와 리만 가설 (질서와 패턴을 찾고자 하는 이들의 궁극적 도전 대상)

$17.00
Description
지금까지 리만 가설을 다룬 대중서는 리만 가설을 풀기 위해 매진했던 사람들, 그리고 그들과 관련된 수학적, 역사적 이슈들을 풍부히 묘사하는 데 주안점을 두었다. 그러나 이 책은 목표가 조금 다르다. 가능한 가장 직접적인 방식으로 리만 가설이 과연 무엇에 관한 것이고 또 왜 그렇게 중요한지를 설명한다. 이 책을 통해 수학적 배경 지식을 별로 가지지 못한 학생이나 수학을 전공하는 학자 모두가 소수에 관한 광범위한 논의를 즐길 수 있을 것이다.

소수의 성질을 다루는 정수론은 여러 이론적 연구 방식과 함께 ‘수치적인 실험’이라는 즐거움도 제공한다. 연구가 잘 진행될 경우, ‘수’의 복잡성과 그들 간의 심오한 내적 연관성을 발견하는 즐거움을 누릴 수 있다. 이러한 수치 연구가 보이는 비밀들을 제대로 이해하기 위해 실제로 알아야 할 것은 매우 적다. 얼마나 적은지 알고 나면 독자들은 정말 놀랄 것이다. 이 책은 실험적 관점에서 리만 가설이라는 주제의 근본적인 개념에 접근한다. 수치 계산으로 리만 가설을 뒷받침하고, 이를 그래프로 표현하였다. 그 결과, 이 책에는 그림이 아주 풍부하다. 본문에 131개의 컬러로 인쇄된 그림과 다이어그램이 포함되어 있다.

두 저자 메이저와 스타인은 리만 가설의 해석적, 기하학적, 정수론적 측면들 간의 상호 작용을 연구하는 선도적인 전문가다. 스타인은 Sage 수학 소프트웨어 프로젝트의 설립자이기도 하다. 의기투합한 두 사람이 이 참신한 책을 완성하는 데는 10년의 세월이 걸렸지만, 이 책은 짧고 간결하다. 매 해 집필 기간의 마지막 날에 원고(실수를 포함해서 전부)를 인터넷상에 올리고 독자들의 응답을 받았다. 그러므로 독자들로부터 받은 수많은 피드백, 수정, 요구들이 이 책에 모두 축적되어 있다.
저자

배리메이저

저자배리메이저(BarryMazur)는1937년뉴욕출생이다.하버드대학교게르하르트게이드수학과석좌교수이며FacultyofArtsandSciences와NationalAcademyofSciences의멤버이기도하다.위상수학과수론에서탁월한업적을남겨AmericanMathematicalSociety로부터Veblen상(1965)과Cole상(1982)을,MathematicalAssociationofAmerica로부터Chauvenet상(1994)을받았다.
『허수(ImaginingNumbers)』(승산,2008)를썼고『프린스턴수학안내서(ThePrincetonCompaniontoMathematics)』(승산,2014)의공동저자이며,아포스톨로스독시아디스(ApostolosDoxiadis)와함께『CirclesDisturbed:TheInterplayofMathematicsandNarrative』를공동편집했다.

목차

머리말

1부리만가설
1.고대,중세,현대의수에관한생각들
2.소수란무엇인가?
3.“이름이붙은”소수
4.체(sieves)
5.누구라도물을수있는소수에관한질문들
6.소수에관한더많은질문들
7.얼마나많은소수가존재하는가?
8.멀리서바라본소수들
9.순수수학과응용수학
10.최초의확률적추측
11.“좋은근사”란무엇인가?
12.제곱근오차와임의보행(randomwalk)
13.리만가설이란무엇인가?(첫번째공식화)
14.미스터리는오차항으로옮겨간다
15.세자로스무딩(CesaroSmoothing)
16.lLi(X)-파이(X)l보기
17.소수정리
18.소수의계단에담긴정보
19.소수의계단손보기
20.도대체컴퓨터음악파일과데이터압축,소수가서로무슨상관이있을까?
21.“스펙트럼(Spectrum)”이라는단어
22.스펙트럼과삼각함수들의합
23.스펙트럼과소수의계단
24.1부의독자들에게

2부초함수(Distribution)
25.미적분학은기울기가없는그래프의기울기를어떻게구할수있을까?
26.초함수:무한대로보내더라도근사함수뾰족하게만들기
27.푸리에변환:두번째방문
28.델타함수의푸리에변환은무엇인가?
29.삼각급수
30.3부에대한간단한개요

3부소수의리만스펙트럼
31.정보를잃지않고서
32.소수에서부터리만스펙트럼으로가는길
33.얼마나많은세타_i들이존재할까?
34.리만스펙트럼에대한추가질문들
35.리만스펙트럼에서부터소수로가기

4부리만으로돌아가다
36.스펙트럼으로부터어떻게파이(X)를만들까?(리만의방법)
37.리만의예견대로제타함수가소수의계단을리만스펙트럼과연결하다
38.제타함수의동반자들

미주
그림출처
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출판사 서평

▼리만가설
소수의목록을아무리살펴봐도다음소수가언제나타날지예측하기는불가능하다.소수의출현은혼란스럽고임의적이며,다음소수를어찌찾을것인지에대해어떠한실마리도주지않는다.전막스플랑크수학연구소장돈자이에의표현을빌리자면소수는“수학자들이연구하는것중에서가장제멋대로이고성질고약한대상으로,자연수사이에서마치잡초처럼자라고우연의법칙외에는다른어떠한법칙도따르지않는것처럼보인다”.소수의목록은수학의심장박동이지만,독한카페인에취한듯마냥불규칙적이다.
그러나소수의세계가무질서의지배를받지않을것이라는믿음이오늘날수학계를지배하고있다.이믿음에결정적근거를제공한이는괴팅겐의수학자베른하르트리만이다.1859년리만은오일러의아이디어(제타함수)를극적으로새로운방식으로발전시켜소위리만제타함수라는것을정의했다.이제타함수가내놓는여러결과중하나는어떤범위X까지의소수의개수를구하는“정확한공식”이었다.

▼리만가설의중요성
리만가설로불리는이추측은그것을참이라고가정하며시작하는500개이상의또다른결론들을낳았으며오늘날수학의가장어렵고가장중요한미해결문제로널리인식되고있다.리만가설은증명이어렵기도하지만증명으로인한파급효과역시엄청날것으로예상된다.그증명은정수론을비롯해서응용수학분야에일대혁명을불러올것으로보인다.소수로부터탄생한현대식컴퓨터암호체계와신용카드도리만가설에그뿌리를두고있다.160년의세월동안수많은수학자들을좌절로이끌며해결가능성에근본적인의문마저제기되었던리만가설연구는,20세기후반들어휴몽고메리와프리먼다이슨에의해양자물리학의핵심분야들과연관이있다는충격적인사실이드러나며이제물리학자들마저이분야에끌어들이기시작했다.리만가설의증명은계산수학의발달과수학-물리학의학제적연구로새로운활력을얻고있으며,당대최고의수학자중한명인알랭콘은비가환기하학을이용한새로운해법을제시하며리만가설에뛰어들었다.
많은수학자들이리만가설이옳다는데판돈을걸어둔상태이다.소수가정말로리만이예측한대로행동하리라는가정하에수많은또다른결론이등장했다.이처럼수많은결론들의운명이리만가설의정복에달려있기에수학자들은이것을추측(conjecture)이아니라가설(hypothesis)이라고부른다.‘가설’은수학자들이어떤이론을세우는데필수적인가정이란점을강하게함축하는용어이다.이가설이참임을증명한다면정처없이떠돌던500개가넘는논문들역시자동으로증명되어정리가된다.

▼배리메이저와윌리엄스타인의『소수와리만가설』
리만가설을다룬대중서를찾아보기가어렵던시기,승산은이주제를다룬훌륭한두책인존더비셔의『리만가설』(승산,2006,7쇄)과마커스드사토이의『소수의음악』(승산,2007,4쇄)을번역출간하였다.그리고10년의세월이지나다시몇권의책이등장했다.이가운데가장주목할만한책은2015년출간된배리메이저와윌리엄스타인의『소수와리만가설(PrimeNumbersandtheRiemannHypothesis)』이다.
1부에는수학식이거의없다.수학적개념에관심이나호기심은있지만,심화된주제에대해서는공부해본적이없는독자들을위해썼다.1부에서는전체적으로리만가설의핵심을전달하고,왜리만가설이그렇게열정적으로연구되었는지를중점으로설명한다.미적분학은사용하지않았다.최대한쉽게설명해야한다는한계가있었지만,1부는시작,중간,끝을가진다는의미에서그자체로완결성이있다.오직1부만읽는독자라도수학의중요한주제인리만가설의매력을느끼고즐길수있을것이다.
2부는배운지오래되었다하더라도미적분학수업을한번정도는들었던독자들을위한부분이다.이부분은뒤에등장할푸리에해석유형을이해하기위한대략적인준비과정으로,핵심은스펙트럼(spectrum)이라는개념이다.
3부는소수들의위치와리만스펙트럼(이라거기서부를것)사이의연관성을좀더생생하게보고싶어하는독자들을위한부분이다.
4부는복소해석함수를어느정도알아야이해할수있는부분으로,이책의최종주제인리만의관점을다룬다.이관점은3부에서논의되는리만스펙트럼을리만제타함수(Riemannzetafunction)의자명하지않은영점들(nontrivialzeroes)과연관짓는다.또한기존출판물에서리만가설을설명하던좀더표준적인진행방식에대한대략적인개요를덧붙였다.
미주에서는본문내용과참고문헌들의연계성을보여주고자했다.게다가뒤로갈수록수학적배경지식이더많이필요한데,미주에서그에대한더많은기술적설명을제공한다.
두저자메이저와스타인은리만가설의해석적,기하학적,정수론적측면들간의상호작용을연구하는선도적인전문가다.스타인은Sage수학소프트웨어프로젝트의설립자이기도하다.의기투합한두사람이이참신한책을완성하는데는10년의세월이걸렸지만,이책은짧고간결하다.매해집필기간의마지막날에원고(실수를포함해서전부)를인터넷상에올리고독자들의응답을받았다.그러므로독자들로부터받은수많은피드백,수정,요구들이이책에모두축적되어있다.
저자와편집자는이렇게선별된리만가설의정수를각아이디어별로정리하여여러개의짤막한장으로구분해두었다.독자는한장씩꼼꼼히읽어나갈수도있고지루한단계를건너뛰어곧장핵심으로들어갈수도있다.이러한구성은언제어디서나원하는부분을펼쳐반복해서읽기에도좋다.이책이독자의곁에서끊임없이수학적영감을불러일으키기를희망한다.

-추천사
윌허스트(WillHearst,허스트사):
비범하며다시없을훌륭한책이다.메이저와스타인은이분야최고의전문가이지만,대학생이나호기심많은아마추어도읽을만한책을만들기위해,수학기호는가능하면줄이고우아하고시사적인그림을최대한많이사용하여강렬한아이디어들을알기쉽게설명했다.두사람은이책을통해이전설적인문제가왜그토록아름다운지,왜어려운지,그리고왜당신이관심을가져야하는지이야기한다.

데이비드멈포드(DavidMumford,브라운대학교):
이책은비행의경험을선사한다.가장단순한아이디어에서시작해서가장심오한미해결문제중하나를음미하며끝맺는다.수학사의흥미로운일화로부풀린많은수학대중서와달리,두저자는이책의독자들을소수에더진지한관심을가진사람으로대한다.네단계에걸쳐수학의깊이를더해가는과정에서는,독자의이해를돕기위해눈을뗄수없을정도로매력적이고심오한방식으로숨어있는소수의음악을담은그림들을활용한다.당신이한번이라도왜그렇게많은수학자들이소수에빠져드는지궁금한적이있었다면,여기그진짜이야기가있다.