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恨他 就讓他去解費馬大定理

2014年10月22日05:38    來源:中國青年報    手機看新聞
原標題:恨他 就讓他去解費馬大定理

  這是上世紀最重要的數學講座。200多名數學家驚呆了。他們中隻有四分之一的人看懂黑板上密密麻麻的希臘字母和代數式。另外的人來這兒純粹是為了見証一個具有歷史意義的時刻。

  演講者是一位英國數學家,名叫安德魯·懷爾斯 。手中拿著粉筆,他最后一次轉向黑板。他飛快地寫下結論,努力地克制住自己的喜悅,說:“我想我就在這裡結束。”

  全場的數學家鼓起掌來。這是1993年初夏的一天,牛頓研究所沉浸在巨大的喜悅中。然而,誰都沒意識到可怕的事情正在來臨。

  毫不知情的記者們打算向全世界宣布:數學世界中的聖杯已經被找到了。

  那隻聖杯正是人類追逐了3個多世紀的費馬大定理。大約是在1673年前后,法國數學家費馬在《算術》一書的邊角寫下一個猜測:“xn+yn=zn,當n>2時沒有正整數解”。

  接著,這位天才草草寫下一個評注。這個評注真是氣死人:“我有對這個命題的十分美妙的証明,這裡空白太小,寫不下。”

  這個遺漏証明的猜想如同魔咒一般,苦苦地纏繞著世界上最聰明的頭腦。

  一籌莫展時,數學家歐拉從費馬的手稿中找到蛛絲馬跡。在《算術》那本書一個特別隱蔽的地方,費馬寫下了n=4的証明。

  沿著費馬“無窮遞降法”的思路,歐拉再向前邁出小小的一步,將n=4延伸到n=3的情形。

  或許沒有一個謎語像費馬大定理一樣,成為數學史上一個充滿勇氣、失敗和征服的英雄傳奇。除了歐拉,還有法國女科學家熱爾曼、天才數學家高斯、最頂尖的數論家庫爾默……但他們都沒有完成那個世紀征途。

  10歲的懷爾斯是在圖書館讀到這個著名定理的。30年后,一個夏末的傍晚,懷爾斯在朋友家中啜飲著冰茶。他從隨意的談話中得知,隻要証明出谷山-村志猜想,費馬大定理也就能得出結論。

  懷爾斯不再參加沒完沒了的學術會議,躲進頂樓的書房開始秘密地計算。而外面的世界,學術界對挑戰費馬大定理的熱情消退許多。著名的邏輯學家希爾伯特說,“我沒有那麼多時間去浪費在一件可能會失敗的事情上。”

  孤獨的懷爾斯還在向那座偉峰攀登。谷山-志村猜想日夜在他頭腦裡旋轉。他要証明:每一個橢圓方程可以關聯一個模形式。

  說到這裡,怕是有些糊涂了。橢圓方程與模形式咋跟費馬大定理扯上關系?打個比方,n=2時,X2+Y2=Z2是直角三角形的代數式。以此來理解,探究Xn+Yn=Zn,要借力橢圓方程。

  數學最可怕的魔鬼是“無窮大”,如果命題對任何數n是對的,那麼n+1是對的嗎?懷爾斯要找到強大的數學工具來降服它。

  他從法國杰出數學家伽羅瓦那裡尋找到一把鑰匙——數論。但那把鑰匙為他打開一間房門,卻無法打開黑暗大廈裡所有的門。他又開始研究一種稱為“岩?尺理論”的技術,但很快觸到了天花板。直到他接觸科利瓦金-弗萊切方法,難題似乎終於迎刃而解。

  到了1993年5月,懷爾斯確信自己掌握了費馬大定理。他打算在家鄉劍橋公布結果。

  一切如他所想,演講進行得非常完美。正當他變成世界上最著名的數學家時,那個証明的核對工作也在進行著。

  災難正在向懷爾斯逼近。審稿人向他提出了一個看似很小的問題。起初,懷爾斯也不太在意。但是,破綻開始百出,甚至於科利瓦金-弗萊切方法是行不通的。

  懷爾斯陷入了噩夢。他花去半年時間修補錯誤,但沒有發生任何轉機。

  懷爾斯准備承認失敗。人類和這個世界上最難的數學問題的搏斗似乎注定要以悲劇告終。

  一切糟得不能再糟的時候,那是1994年9月19日,一個星期一的早晨,懷爾斯坐在桌前,檢查著科利瓦金-弗萊切方法。他有了一個難以置信的發現:“雖然科利瓦金-弗萊切方法現在不能完全行得通,但是我隻需要它就可以使原先的岩?尺理論奏效。”

  這個見解讓懷爾斯的苦難走到了盡頭。費馬大定理就這樣戲劇般地被解決了。

  但懷爾斯感到了一種重重的失落感。他意識到,人類失去了一個最迷人的謎。

  《費馬大定理》

  [英]辛格著 薛密譯

  廣西師范大學出版社

(來源:中國青年報)

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