解法:维亚佐夫斯卡用模形式解决8维与24维球堆积问题
第 3/9 步:为何取等号迫使 f 与 f^ 恰好在 E8 上为零 通俗地说泊松求和是一个神奇的技巧,能把 f 在某个格上的点集求和转化为 f^ 在相关格上的求和;把它用到 E8 堆积的球心上,就把科恩–埃尔基斯比值 f(0)/f^(0) 从下方钉在具体的数 24=16 上,这个数正是缩放后 E8 格基本胞体积的倒数。因此要证明 E8 最优,只需——而且严格来说也必须——构造一个在该恒等式中取等号的检验函数,这就迫使 f 在格中球体相接触的每一处为零,f^ 在相应的对偶模式上也为零。
详细分析泊松求和公式把一个函数在某个格上的求和,与其傅里叶变换在对偶格上的求和联系起来;对 E8 格堆积 21Λ8 而言,这给出 ∑ℓ∈21Λ8f(ℓ)=24∑ℓ∈2Λ8f^(ℓ)。结合符号条件——球外 f≤0,处处 f^≥0——左边至多为 f(0)(只有原点项可能为正),右边至少为 24f^(0)(只有原点项是保证的,其余各项都 ≥0),这就迫使 f(0)/f^(0)≥24,恰好重现了 E8 密度的科恩–埃尔基斯界。
要在整个链条中取到等号——这是真正证明 E8 最优而不仅仅是给出界的唯一方式——需要对每一个满足 ℓ∈21Λ8 的非零向量都有 f(ℓ)=0(即每一个其他堆积向量),并对每一个满足 ℓ∈2Λ8 的非零向量都有 f^(ℓ)=0。由于 E8 的向量按长度 2n 分层,这意味着 f 与 f^ 必须各自在每一个这样的层半径处,以一个非常特定的双重零点阶消失;构造这样一对函数正是接下来两步要解决的分析问题。
本步骤中的术语- 泊松求和公式
- 一个恒等式,把一个函数在某格所有点上的求和,重写为其傅里叶变换在对偶格所有点上的求和,使得对 f^ 的一个符号条件能够控制一个原本难以直接界定的求和。
本步骤用到的知识