那个费马写不下的证明后来怎么样了?

作者: Rachel

来源: 中科院物理所

发布日期: 2023-07-05 22:01:28

安德鲁·怀尔斯在1993年宣布证明了费马大定理,这一困扰数学家350年的难题终于得到解决。怀尔斯的证明不仅解决了这一历史问题,还开创了新的数学领域——朗兰兹纲领,预示着数学未来的发展方向。

1993年6月23日,安德鲁·怀尔斯结束了他的系列讲座,报告厅里顿时掌声雷动。怀尔斯刚刚宣布他证明了困扰了数学家350年的难题:费马大定理的证明。费马大定理的形式为:其中n是自然数。那么是否存在非零自然数x, y, z满足这个方程?当n=2时答案是肯定的,事实上存在无穷个这样的三元组,称为勾股数,因为这样的数组满足直角三角形的勾股定理。

17世纪的数学家皮埃尔·德·费马(Pierre de Fermat)认为,当指数n>2的时候上述方程不存在整数解。1637年他在一本数学书的空白处写道,他找到了一种极好的证明方法,可惜页边太窄了写不下。这些潦草的标注嘲弄了数学家很长时间——怀尔斯就是其中之一。怀尔斯最终证明了模块化猜想,在足够普适的假定下证明费马大定理也是正确的。1993年6月23日,他公开了他的证明。

事实证明对细节的要求是有意义的:原来的证明中有一个漏洞,怀尔斯和数学家理查德·泰勒花了将近一年的时间来修复这个漏洞。但最终,在1994年,由一本书页边空白处潦草的注释所引发的历经几个世纪的问题终于得到了解决。你可能会认为,当一个历时很久的问题最终得到解决时,数学领域的一扇大门也就随之关闭了。但这种情况很少发生,因为解决一个问题常常会引出一系列新的问题。

怀尔斯说,费马大定理在过去引发了两个时期的巨大进步:一个是在19世纪,在试图证明费马大定理的过程中奠定了怀尔斯在数学领域的基础,另一个是在20世纪80年代,怀尔斯最终证明了费马大定理。怀尔斯说,这个证明本身开创了一个新的领域,它在模块化处理方面打开了另一扇门,这些模块化处理的问题本身开辟了一个新的领域,叫做朗兰兹纲领——这就是数学的未来。

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