數學界最大謎團因神秘會議陷入僵局

關於 abc 猜想的困惑依然存在,但牛津大學的聚會提升瞭解決前景

©iStock.com

一項旨在審視數學界最大謎團之一的集體努力已經結束,留下了一些線索,但沒有確定的答案。

這個謎團關係到一個深奧難懂但可能具有突破性意義的證明,該證明是關於一個被稱為 abc 猜想的難題,它 在三年前已在網上公佈。該證明是否有效仍然不清楚——這讓一些聚集在牛津大學於12月7日至11日討論此事的頂尖專家感到沮喪。

其他人則表示,研討會,特別是證明的隱居構建者望月新一罕見地以虛擬方式露面,至少提升瞭解決前景。


關於支援科學新聞

如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞事業 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保未來能夠繼續講述關於塑造我們當今世界的發現和思想的具有影響力的故事。


理解望月新一證明的 探索 可以追溯到2012年8月,當時他悄悄地在他的網站上釋出了四篇論文,在這些論文中他 聲稱已經解決了 abc 猜想。這個問題的名字來源於 c 形式的表示式,並將 a 和 b 的質因數與 c 的質因數聯絡起來。它的解決有可能改變數論的面貌,數論是研究整數的基本性質和關係的學科

神秘鉅著
但是望月新一的論文,總計超過500頁,即使按照純數學的標準來看,也極其抽象和晦澀難懂。這使得其他人很難閱讀證明,更不用說驗證它了 此外,這些論文建立在他多年來積累的同樣龐大的工作基礎上,但很少有人熟悉這些工作。

望月新一,現年46歲,是日本京都大學數理解析研究所 (RIMS) 備受尊敬的成員,他不愛旅行,並拒絕了所有在日本境外就其論文進行演講的邀請。到目前為止,只有少數研究人員設法閱讀了他的證明,而且大多數人不得不在京都與望月新一共度很長時間。即使對於望月新一所屬數論分支(稱為算術幾何)的頂尖數學家來說,這也是一項艱鉅的任務。

研討會的目的是重啟審查過程。它涵蓋了望月新一的初步工作和他四篇 abc 論文的概述。論文的內容主要由兩位研究人員介紹,他們表示已經完整地檢查了證明——數論學家星裕一郎和山下剛,他們都來自RIMS。望月新一本人果然沒有出席,儘管他確實透過Skype回答了參與者的問題。 研討會 由克雷數學研究所主辦,這是一個位於牛津大學主數學樓內的非營利組織。

與會者達成共識,研討會的亮點是12月9日由加州大學聖地亞哥分校的算術幾何學家Kiran Kedlaya所做的講座。 他專注於望月新一2008年一篇論文中的一個結果,該結果將 abc 猜想的陳述與數學的另一個分支——拓撲學聯絡起來。這一聯絡立即被認為是望月新一宏大戰略中的關鍵一步。 

頓悟時刻
斯坦福大學數論學家Brian Conrad說,看到這一點正是研究人員一直在等待的那種“頓悟”時刻,但會議的其餘部分未能在此成功基礎上繼續發展。

即使Kedlaya也認為,這一見解需要許多其他人跟進,並且需要理解將這些關鍵段落相互聯絡的策略。“關於事情最終將如何結合在一起,仍然沒有明確的答案,”他說。儘管如此,他說,他現在感到有動力投入更多時間來審查望月新一的證明,並希望在此過程中幫助簡化它。

牛津大學算術幾何學家兼會議組織者Minhyong Kim說,大多數研討會參與者在研討會之前對望月新一的證明感到困惑。他說,現在,至少有些人對總體策略有所瞭解,並且他們已經將困惑的物件縮小到證明的特定部分。

但Conrad和許多其他參與者表示,他們發現後來的講座難以理解。Kim反駁說,部分困難在於文化差異:日本數學家的演講風格比西方數學家更正式,他們也不習慣被脾氣暴躁的聽眾質疑,他說。

數學劇場
其他人抱怨說,早期講座(審查瞭望月新一的初步工作)的內容並非全部都是研討會後期內容所必需的。 德國法蘭克福歌德大學的數論學家Jakob Stix說:“關於涵蓋哪些主題的決定缺乏對證明的整體理解。” “這實際上不是抱怨,因為我感覺沒有人真正理解這個證明。”

望月新一解釋說,多年來,他開發了許多他認為對證明 abc—有用的工具——但最終他意識到他並不需要所有這些工具。

有些人,例如德克薩斯大學奧斯汀分校的Felipe Voloch,則更加尖刻。“今天在霍奇劇院上演的劇是一場鬧劇,”Voloch 在網上寫道指的是望月新一命名為霍奇劇院的理論構造

與會者還重申了對證明本身熟悉的抱怨。印第安納州西拉法葉普渡大學的Artur Jackson在週四結束時說:“語言量似乎很荒謬。” 並且,Voloch告訴 Nature:“我不知道他為什麼選擇把它搞得如此抽象。”

預計後續研討會將於7月在京都舉行。與牛津研討會中一些感到失望的參與者不同,Kedlaya計劃參加。“這一宣告是一個極其重要的結果,”他說,“學術界應該知道它是否有效——即使這個過程還需要幾年時間。”

本文經許可轉載,並於 2015年12月16日首次發表

Davide Castelvecchi is a staff reporter at Nature who has been obsessed with quantum spin for essentially his entire life. Follow him on Twitter @dcastelvecchi

More by Davide Castelvecchi

First published in 1869, Nature is the world's leading multidisciplinary science journal. Nature publishes the finest peer-reviewed research that drives ground-breaking discovery, and is read by thought-leaders and decision-makers around the world.

More by Nature magazine
© .