雑学たん、数学者達の伝説を語る

長きに渡り証明されてこなかった「フェルマーの最終定理」その概要と解決までの小話っす
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雑学たん @zatugakutan

フェルマーの最終定理の逸話は「事実は小説よりも奇なり」といいますか、面白いっす。フェルマー17世紀フランスの数学者っす。彼は古代ギリシャの数学者であるディオファントスが書いた「算術」という本を読み考えたことをその本の余白に書いていっす。

2013-06-28 17:36:12

ピエール・ド・フェルマーの研究分野は、法学、言語学、光学、そして数学っす。
数学者として有名で「数論の父」とも呼ばれた彼の職業は意外にも弁護士だったっす。

雑学たん @zatugakutan

フェルマーのメモは余白の分だけ書かれ余白が足りないと省略されたり途中までしか書かれていないことが多かったっす。フェルマーのメモが書き込まれた「算術」はフェルマーの死後息子によって出版され、多くの数学者がメモの真偽解明に挑んだっす。そして最後に残ったのが「フェルマーの最終定理」

2013-06-28 17:36:41
雑学たん @zatugakutan

立方数を2つの立方数の和に分けることはできない4乗数を2つの4乗数の和に分けることはできない。一般に、冪が2より大きいとき、その冪乗数を2つの冪乗数の和に分けることはできないこの定理に関して、私は真に驚くべき証明を見つけたが、この余白はそれを書くには狭すぎる」ウィキよりす

2013-06-28 17:37:12

Cubum autem in duos cubos, aut quadratoquadratum in duos quadratoquadratos, et generaliter nullam in infinitum ultra quadratum potestatem in duos eiusdem nominis fas est dividere cuius rei demonstrationem mirabilem sane detexi. Hanc marginis exiguitas non caperet.

フェルマーは、このような書き込みを48箇所にしていて、書き込みは「~と予想できる」というパターンと「~と証明した」というパターンに分けることができるっす。
「予想できる」に関しては多くの人間によって正誤が導き出されてきたっすが、「~と証明した」というパターンは、フェルマーの最終定理が正しかったという決着の後、全てが正しかったことが「証明」され、解決に360年かかった「立方数を2つの立方数の和に分けることはできない。4乗数を2つの4乗数の和に分けることはできない。一般に、冪(べき)が2より大きいとき、その冪乗数を2つの冪乗数の和に分けることはできない。」という定理をフェルマーは本当に証明していた可能性もあるとされっすが、現代になってやっとフェルマーの最終定理が解決された背景には、複数の分野に分かれてそれぞれで発展してきた数学の理論を組み合わせることによって証明が行われたっす。
Wikipediaから引用すると
「ワイルズは、代数幾何学(特に楕円曲線と群スキーム)や数論(モジュラー形式やガロア表現、ヘッケ環、岩澤理論)の高度な道具立てを用いて証明を試みたが、類数公式の導出に当り岩澤理論を用いる方向では行き詰まってしまった。そこでコリヴァギン=フラッハ法(ヴィクター・コリヴァギンとマティアス・フラッハの方法)に基づくよう方針転換し—」
「谷山・志村予想を半安定な場合について解決したと突如発表し、その系として「フェルマーの最終定理」を証明したと宣言」
とあるっす。
このような点から察するに、フェルマー一人の手によってこの証明が解決されたとは考えにくく、「フェルマーが n = 4 の場合に用いた無限降下法による証明が全ての自然数に対して適用可能であるとの勘違いによるものとも考えられる。」(wiki)とのことっす。

雑学たん @zatugakutan

私は真に驚くべき証明を見つけたが、この余白はそれを書くには狭すぎる。」これがフェルマっす。「フェルマーの最終定理」は360年後イギリスの数学者アンドリュー・ワイルズによって解き明かされるっす。ワイルズは10歳の時にフェルマーの最終定理を知り数学者を志した人間っす。

2013-06-28 17:37:29

アンドリュー・ワイルズは有名な数学者でしたが、ある時から自分の研究を全く口外しなくなったっす。
そして、長い沈黙の後、「谷山・志村の定理」の解決と「フェルマーの最終定理」を証明したと突然発表したっす。
情報は一切漏れてはいなかったはずが、その発表の場には多くの著名な数学者などが噂を聞いて駆けつけ会場は人で溢れかえったという逸話があるっす。

雑学たん @zatugakutan

このように、数学には長い間未解決の問題がいくつかあるっす。それらには懸賞金もかけられていて、アマチュアの数学者も問題解決を楽しむことが出来っす。中にはひっそりと自分たけで解き明かし、回答を公表しないまま満足してしまうフェルマーのような人間もいるっすが・・・

2013-06-28 17:44:09

数学がわからなくても、その解決にまつわる逸話だけでも非常に面白いものは沢山あるっす。「ポアンカレ予想」なんかも凄く面白いっす。