上一次看到这么好的科普读物还是读《量子史话》的时候,如痴如醉,通宵达旦。这一次《费马大定理》这本书又让我“叹为观止”!不得不感叹:数学是上帝留给人类的一把钥匙!整理一下脉络,以此纪念我这次的“通宵达旦”[嘿哈][嘿哈][嘿哈][嘿哈][嘿哈]
费马大定理脉络:
定理内容:x^n+y^n=z^n,当n>2时,无整数解。
1.费马利用“无穷递减法”证明了:n=4无解
2.一个世纪后,欧拉采用了虚数,继续利用“无穷递减法”,证明了n=3无解
3.只需证明所有的质数都无解,则定理成立。但是,有无穷多个质数[捂脸][捂脸][捂脸]
4.热尔曼提出了“热尔曼质数”的概念,即符合n=2p+1(n,p皆为质数) 的质数,并且提出:热尔曼质数似乎符合无解,因为如果有解, 需要满足一个苛刻的条件!就此,科学家相继证明了n=5和n=7的情况。
5.柯西和拉梅一度声明证明了定理,但是存在一个缺陷:他俩将“唯一因子分解”的定理“自动”推广到了“复数”,而事实证明是错误的。
6.数学届遭遇了一场认知危机,即:某些定理存在不可判定性,既不能证明正确也不能被证明错误。由一些悖论引发,比如:一个人说:“我是个说谎者”。大定理经过几百年仍然未能证明,数学家开始悲观,也许费马大定理归于此类。
7.怀尔斯被科茨带入“椭圆方程”的领域。
8.为得到“椭圆方程”的解,数学家用“钟算术”为方程引入了符合“钟算术”解的“E-序列”。
9.数学届有一种运算叫“模形式”,用于研究图形极好的对称性。每一个“模形式”都由一些基本的要素构造获得,每个基本要素的数量排列后,得到“M-序列”。
10.日本数学家志村和谷山提出:所有的“椭圆方程”的“E-序列”和某种模形式的“M-序列”一一对应的猜想,即:每一个“椭圆方程”都可“模形式”,称之为“谷山-志村猜想”
10.弗赖提出:如果存在费马大定理的解,则通过“重新安排”这组解,可以得到一个“椭圆方程”,这个椭圆方程比较古怪,弗赖试图证明“它”不可“模形式”,以此来反证费马大定理无解。
11.里贝特证明了:费马大定理解对应的“椭圆方程”确实不可“模形式”。
12.至此,只缺一环:“谷山-志村”猜想是正确的。
13.怀尔斯引入伽罗瓦的“群论”和“科丽瓦金-弗莱切”的椭圆方程的成果,用“数学归纳法”证明了“谷山-志村”猜想,证明过程如下:
1).纲领:利用“数学归纳法”证明所有的“E-序列”与“M-序列”一一对应
2).将递推基础设置为:“E-序列”的第一项,即:证明每一个“E-序列”的第一项与“M-序列”的第一项都是对应的,引用了伽罗瓦的“群论”
3).得到next项也成立的递推证明
14.总结证明的过程其实是一个反证法的过程,如下:
1).假设费马大定理错误,即费马大定理中的方程有解
2).经过推导,此解可以得到一个椭圆方程
3).根据“谷山-志村猜想”所有的“椭圆方程”都可“模形式”
4).经过证明,2)中得到的“椭圆方程”不可“模形式”,即,不存在这样的椭圆方程
5).费马大定理中的解不存在,即:费马大定理成立。
结语:我们这一轮回的文明也算是争气,没有那么功利!在几百年前,数学问题已经太过领先,而不实用,太多的数学问题并无实际用处,所以,并不是那么急切的需要论证,但是,一代又一代的数学家凭着强烈的好奇心,在孤独中摸索,使得数学领域始终领先化学,物理等实用型学科几百年,为实用型科学奠定了坚实的基础!那些物理学家应该庆幸:当他们遇到一个数学问题的时候 在数学届早已有发展了几百年的模型与之对应!这或许是上帝的旨意!