Gauss Sum

定义 Definition

高斯和：数论中的一种指数和，通常形如
[ G(\chi)=\sum_{a \bmod n}\chi(a),e^{2\pi i a/n} ] 其中 (\chi) 是模 (n) 的（常见为狄利克雷）特征，指数项把整数信息“编码”为复数相位；高斯和在研究二次剩余、互反律、L 函数与有限域上的傅里叶分析中非常重要。（在不同语境下也有若干变体定义。）

发音 Pronunciation (IPA)

/ˈɡaʊs sʌm/

例句 Examples

The Gauss sum helps us evaluate certain exponential sums in number theory.
高斯和帮助我们在数论中计算某些指数和。

Using the Gauss sum and quadratic characters, one can derive key estimates that lead toward proofs involving quadratic reciprocity.
借助高斯和与二次特征，可以推出一些关键估计，从而推进与二次互反律相关的证明。

词源 Etymology

“Gauss sum” 得名于德国数学家卡尔·弗里德里希·高斯（Carl Friedrich Gauss）。高斯在研究二次型与同余问题时系统地使用并发展了这类指数和工具，因此后人以其姓氏命名；“sum”则直译为“和”，表示对一组项进行求和。

相关词 Related Words

• Character
• Dirichlet
• Exponential
• Fourier
• Quadratic
• Reciprocity
• Residue
• Kloosterman

文学与名著用例 Literary & Notable Works

• Disquisitiones Arithmeticae（《算术研究》）— Carl Friedrich Gauss（高斯；相关思想与经典背景来源）
• Introduction to Analytic Number Theory — Tom M. Apostol（分析数论入门教材，常讲到高斯和及其性质）
• Multiplicative Number Theory — Harold Davenport（乘法数论经典著作，涉及特征和与高斯和）
• Analytic Number Theory — Henryk Iwaniec & Emmanuel Kowalski（现代分析数论权威教材，系统使用各类指数和工具）