リーマン予想QED 2015.12.13
素数誕生のメカニズムとリーマン予想
すべての素数はsin関数 y=sin ωt が描き出す正弦波交流を基本波として調和解析の手法で振動数ではなく周期Tを自然数倍して重ね合わせると、素数の定義に従って横軸(時間軸)上に素数点として表すことが出来る。これが,素数誕生のメカニズムである。
つまり、すべての素数は調和解析という数学的手法によって自然数倍周期の正弦波交流を重ね合わせによって表すことが出来ると言える。
これが、素数誕生のメカニズムである。
2014年10月出版の Seek10 の中で発表した。
【素数と魔方陣】https://www.creema.jp/item/5074195/detail
【大学生のための発想力脳トレパズル Seek10 】https://www.creema.jp/item/5074010/detail
【発想力教育用 テキスト ねこパズル&Seek10】https://www.creema.jp/item/5073239/detail
この素数誕生のメカニズムを発見出来たのは、調和解析からではなく水切り遊びからイメージが浮かんだ。自然数の中で唯一の偶数である素数の自然数2が、この石の運動と同じように次々とその先の偶数にぶつかって行く光景が浮かんで見えた。
自然数2の場合
1/4Hzの正弦波交流の周期は4秒だがその半周期は2秒になる。これをグラフに描いてみると。1/4Hzの正弦波交流が自然数2振る舞いを表す波として時間軸上の偶数点を次々と斬っていくのが人間の目でも確認出来る。
これを正弦波交流の式で表せば
y=sin (π/n)t とsin関数の式で表すことが出来る。 n=自然数 π=円周率 である。
上記の自然数2の正弦波は
y=sin (π/2)t
自然数1の正弦波は
y=sin π t
自然数3の正弦波は
y=sin (π/3)t
となる。
つまり、自然数をnとして
y=sin (π/n)t とsin関数の式で表して正弦波交流を描くと、時間軸上にすべての自然数の振る舞いが描き出される。これがビッグバン宇宙の菅数論である。
菅数論はyoutubeでも公開している。
https://youtu.be/7u9NdEAOQaY
https://youtu.be/sNqW09QEzqQ
1/2Hzの正弦波の半周期は1秒である。この半周期を自然数1の波と置いてその自然数倍周期の波は自然数2の波は半周期が2秒、自然数3の波は半周期が3秒、自然数nの波は半周期がn秒と自然数nと時間軸tの数値が重なって時間軸=自然数の数直線となるので人間が見てもすべての自然数の振る舞いが確認出来た訳だが、これはエラトステネスの篩と同じ仕組みを表していてそれは素数の定義そのものを表しているので、自然数倍周期の正弦波交流を重ね合わせればその中に存在しているすべての素数は時間軸上に表すことが出来る。n=∞までの正弦波交流を重ね合わせれば∞までの時間軸上にすべての素数点が表されている。
現在、唯一の素数を求める方法として知られているエラトステネスの篩と全く同じ事を言っている訳だが,菅数論ではすべての自然数をsin関数で数式化して自然数倍周期で重ね合わせると言う「調和解析」と言う数学的アプローチですべての素数点の存在を数学的に証明している点に新概念の大きな新規性があると考えている。
さて、菅数論では1/2Hzの正弦波交流を自然数1と置いて自然数倍周期振動を重ねたために、時間と自然数の数値が重なって自然数の振る舞いが可視化されて、時間軸上の0から∞までの間にすべての素数点が表れていることが明らかになり自然数の積木箱などでも簡単に素数誕生のメカニズムを教えることが出来るようになった。
自然数の積木箱 youtube
https://youtu.be/X5igiabB2e0
素数の謎はこれで解決しているはずなのだが、素数にはリーマン予想という素数の配置に関する予想があって、これに言及しなければ素数の謎を解明したことにはならないと言う日本の数学界の有言、無言のプレッシャーが有り菅数論自体が門前払いの現状があるので、次の本 素数と魔方陣ではリーマン予想を証明してみました。
素数誕生のメカニズムは
正弦波交流を基本波として調和解析の手法で振動数ではなく周期Tを自然数倍して重ね合わせると、素数の定義に従って横軸(時間軸)上に素数点として表すことが出来る。と言うものですが、菅数論の場合1/2Hzの正弦波交流を基本波として自然数倍周期の正弦波交流をn=∞倍の波まで重ねることによって0から∞までの時間軸上にすべての素数点を表すことが出来たわけですが、リーマン予想を考えてみるとこの1/2と言う数は偶然だろうか。調べてみると、この1/2と言う数は正弦波交流の半周期を表していると考えて見ると素数の謎が解けるという、つまり,調和解析により素数の謎が解けるという暗示だと分かる。
では,これからリーマン予想の証明をしてみます。リーマン予想の証明はこちらのブログyoutubeでも公開しました。
http://blog.livedoor.jp/art32sosuu/archives/42033644.html
https://youtu.be/GdVRhax_Cjw
リーマン予想の証明
半周期を自然数に置き換えた正弦波の重ね合わせの中にすべての素数点が存在している。
そして、半周期 つまり、素数点はすべて1/2のライン上に表れる。
これからsin関数を使って自然数2が素数であることを数学的に証明します。
とりあえず1Hzと2Hzの正弦波が作り出す素数点2のグラフをご覧下さい。

図1 リーマン予想の証明 素数点2のグラフ
リーマンの予想通り実軸0.5の点に素数2の誕生が確認出来ます。
(自然数3以降の波が0.5の点を通る事はあり得ないので・・・)
自然数1の波は周波数2Hzの正弦波です。自然数2の波は周波数1Hzの正弦波です。2つの波を0点から同時にスタートさせて重ねてみると上のグラフのように横軸の時間軸上0.5[秒]の点で二つの波が交差しています。これは1が2の約数であることを表し同時に素数の2が誕生したことを表しています。これが素数誕生のメカニズムです。
これは自然数1に相当する正弦波の周波数を高い方の2Hzの半周期0.25[秒]と置いてその2倍の周期0.5[秒]の1Hzを自然数2と置くことによって自然数1と2の時間軸上の振る舞いを正弦波で視覚的に見ることが出来たので素数の誕生が確認できました。
自然数3以降の波は半周期が0.25×3=0.75以上の半周期を持つため0.5の点で交わることはありません。簡単に言うと2は3以上の自然数で割りきれる可能性はないと言うことでこれで2が素数であることが証明できたことになります。
3以降の素数もこのような形で0.5秒の点で素数の判定が出来ればすべての素数点は0.5の実軸上に並ぶと言えそうです。
では次に3Hzを最大倍振動としてこの半周期を自然数1とし、自然数1の2倍の周期を自然数2、3倍の周期を自然数3の正弦波に置き換えて0点から一斉にスタートさせて重ねてみましょう。

図2 リーマン予想の証明 素数点3のグラフ
素数点3のグラフが出来ました。3Hzの正弦波の半周期を自然数1と置いてその周期が2倍の正弦波を自然数2、3倍の正弦波を自然数3とおいて0点から同時にスタートさせて横軸上に描いています。
周波数で言うと自然数1の正弦波が3Hz、自然数2の正弦波が1.5Hz、自然数3の正弦波が1Hz
になっています。
図2で着目すべき点は図1と同じように横軸0.5の点です。この点ではしぜんすう1の波と自然数3の波が交差していますが、自然数2の波は交差していません。これは、自然数3は1と3で割り切れ2では割り切れない事を表しています。自然数4以降の波は自然数1の半周期が1/6なので4倍すると1/6×4=2/3となり0.5を超えるので0.5と交わる可能性はありません。
このグラフの横軸0.5の点を見ると自然数3が素数の定義に従って素数である事がSin関数を使って数学的に証明されています。
これで、リーマンが予想した通り素数点3も横軸0.5の点に現れたと言う事が出来ます。
リーマン予想の証明 自然数4
4以降は素数点とは限りませんので自然数4のグラフと呼ぶ事にします。
4Hzの半周期を自然数1と置きその自然数倍の周期の正弦波を0点から一斉にスタートさせて重ねます。

図2 リーマン予想の証明 自然数4のグラフ
4Hzの正弦波交流の半周期1/8秒を自然数1の波と置き、半周期がその2倍の1/4、3倍の3/8、4倍の1/2秒の正弦波を重ねています。
周波数で言うと
自然数1---4Hz
自然数2---2Hz
自然数3---8/3Hz
自然数4---1Hz になります。
自然数4の波は最初の半周期が横軸(時間軸)上の0.5の点で交差します。
この点に着目すると自然数1と自然数2の波も交差しているのが分かりますか?
この数学的な意味は自然数1と自然数2が自然数4の約数である事を表しています。従って時間軸0.5秒の点に表れた自然数4は1と自分自身以外に2と言う約数を持っているので素数ではないと言う事が証明出来ます。
まだ4までですが4までで0.5の点に表れるすべての素数誕生のメカニズムは証明出来ていると思います。
リーマン予想ではゼータ関数を使って複素平面に持ち込んですべての素数点は実部1/2のライン上に表れると予想したわけですが、実は素数はもちろんすべての自然数がsin関数に従って時間軸0.5秒の点でその数の性質が判定されるという事なのです。
これを∞まで繰り返せばすべての素数点はもちろんの事すべての自然数点が0.5の点に表れる事になります。
この後自然数11まで 0.5の点に表れる素数点を確認してまとめたいと思います。
自然数5のグラフ

5Hzの正弦波交流の半周期1/10秒を自然数1の波と置き、半周期がその2倍の1/5、3倍の3/10、4倍の2/5秒、5倍1/2秒の正弦波を重ねています。
つまり、自然数nのグラフはnHzの正弦波交流を自然数1と置きその半周期をn倍まで自然数倍した正弦波交流を0点から一斉にスタートさせて見ると時間軸0.5秒の点に自然数nの約数がすべて表れ素数点が表れると言うわけです。
半周期が自然数倍になる周波数は
自然数1---5 Hz
自然数2---2.5 Hz
自然数3---10/6 Hz
自然数4---5/4 Hz
自然数5---1 Hz
となり、自然数nをこのような方法で描いた場合、必ず0.5の点に自然数nの最初の半周期が来ます。
横軸の0.5の点に着目すると自然数1と5の波だけが交差しているので素数点5が表れ自然数5が素数である事が証明出来ます。
以下 自然数6から自然数11までグラフの0.5秒の点に着目して素数を確認してみましょう。
自然数6のグラフ

6Hzの正弦波交流の半周期を自然数1と置く
横軸の0.5の点に着目すると自然数1と2と3と6の波が交差しているので自然数6は素数の定義に従って1と自分自身以外に2,3と言う約数を持っているので素数ではありません。
自然数7のグラフ

7Hzの正弦波交流の半周期を自然数1と置く
横軸の0.5の点に着目すると自然数1と7の波だけが交差しているので素数点7が表れ自然数7が素数である事が証明出来ます。
自然数8のグラフ

8Hzの正弦波交流の半周期を自然数1と置く
横軸の0.5の点に着目すると自然数1と2と4と8の波が交差しているので自然数8は素数の定義に従って1と自分自身以外に2,4と言う約数を持っているので素数ではありません。
自然数9のグラフ

9Hzの正弦波交流の半周期を自然数1と置く
横軸の0.5の点に着目すると自然数1と3と9の波が交差しているので自然数8は素数の定義に従って1と自分自身以外に3と言う約数を持っているので素数ではありません。
自然数10のグラフ

10Hzの正弦波交流の半周期を自然数1と置く
横軸の0.5の点に着目すると自然数1と2と5の波が交差しているので自然数10は素数の定義に従って1と自分自身以外に2と5と言う約数を持っているので素数ではありません。
自然数11のグラフ

11Hzの正弦波交流の半周期を自然数1と置く
横軸の0.5の点に着目すると自然数1と11の波だけが交差しているので素数点11が表れ自然数11が素数である事が証明出来ます。
この証明は自然数4までで十分だと思いますが、この辺でまとめをしたいと思います。
nHzの正弦波交流の半周期の時間を自然数1の大きさに置き換えて、半周期がその2倍3倍・・・n倍の正弦波を0点から一斉にスタートさせ重ねると時間軸上の0.5秒の点に素数点が表れる。
nが素数であれば時間軸上の0.5の点は素数点になる。また、nが素数か否かにかかわらず0から0.5秒までの時間軸上にはnまでのすべての素数点が表れている。
自然数1に相当する波の周波数nを1から∞Hzまで変化させながらこの操作を行えば上記の2から11までのように自然数のリズムで変化していく過程ですべての素数点が時間軸上の0.5の点に表れる。
そして、n=∞ の時すべての素数点が、0から0.5の時間軸上に表れていることになる。
このグラフは、菅数論とフラクタルな関係にあり時間軸の0.5秒の点を無限まで引き伸ばせば菅数論のグラフと一致する。
従って,実部1/2のライン上にすべての素数点が揃うとしたリーマン予想は証明出来た。
リーマン予想のアプローチでいくつかでも素数点を確認する事が出来たのは、ゼータ関数による物ではなくそれとは気付かずに、倍振動を重ねると言う関数の操作をしたために素数誕生のメカニズムが表れた結果であると考えられる。
素数の配置を決めるのはゼータ関数ではなくsin関数の重ね合わせによる物である。
2015.11.26
菅野正人著 「素数と魔方陣」 出版
2015.9 リトルガリヴァー社
【素数と魔方陣】https://www.creema.jp/item/5074195/detail
【大学生のための発想力脳トレパズル Seek10 】https://www.creema.jp/item/5074010/detail
【発想力教育用 テキスト ねこパズル&Seek10】https://www.creema.jp/item/5073239/detail
菅野正人