費馬猜想終結者——安德魯懷爾斯

他於1995年證明了數論中歷史悠久的“費馬大定理”,並由此在1998年國際數學家大會上獲得了國際數學聯盟特別製作的菲爾茲獎銀質獎章。

安德魯.懷爾斯是當代著名的英國數學家,因證明了著名的費馬猜想名聞天下。費馬猜想最初出現在費馬的《頁邊筆記》中。儘管費馬錶明他已找到一個絕妙的證法 而由於頁邊空位不足沒有寫出。但這個“惱人”的費馬猜想卻需要數學家們經過三個多世紀的努力來證明,最終使得費馬猜想變成了“費馬大定理”。

首先讓我們來認識下這個困擾數學家350多年的費馬猜想是什麼。其實,問題非常簡單,它是用一個每個中學生都熟悉的數學定理——畢達哥拉斯定理來表達 的。畢達哥拉斯定理說:在一個直角三角形中,斜邊的平方等於兩直角邊的平方之和。即X2+Y2=Z2。大約在公元1637年前後 ,當費馬在研究畢達哥拉斯方程時,他寫下一個方程,非常類似於畢達哥拉斯方程:X^n+Y^n=Z^n,當n大於2時,這個方程沒有任何正整數解——這就 是費馬猜想。下面我們再來認識一下揭開這個奧祕的人。

1953年,懷爾斯出生在英國劍橋,少年時代的 懷爾斯便近乎瘋狂似的迷上數學了。一天,小懷爾斯在街上的圖書館看見了一本書,這本書只有一個問題且沒有答案,懷爾斯被吸引住了。這就是E•T•貝爾寫的 《大問題》。它敘述了這個讓一個又一個的數學家望而生畏並且幾百年來無人能解的費馬猜想。

費馬猜想終結者——安德魯懷爾斯

小時候的安德魯-懷爾斯(網絡圖)


安德魯·懷爾斯被費馬猜想吸引住了,他決定解決這個問題,從此選擇了數學作為終身職業。研究生畢業後,為了能夠完成費馬猜想的證明,懷爾斯作了一個重大 的決定:要完全獨立和保密地進行研究。懷爾斯放棄了所有與證明費馬猜想無直接關係的工作,幾乎所有的時間都投入到這個問題中來。在家裡的頂樓書房裡他開始 了證明費馬猜想的戰鬥。

誰也沒有想到,這場戰鬥,一打就是七年。

經過7年不知日夜的努力,懷爾斯終於完成了費馬猜想的證明。1993年6月23日,懷爾斯在英國牛頓研究所舉行了20世紀最重要的一次數學講座。兩百名 數學家聆聽了這一演講,但他們之中只有四分之一的人完全懂得黑板上的希臘字母和代數式所表達的意思。其餘的人來這裡是為了見證他們所期待的一個真正具有意 義的時刻。他的長達200頁的論文大量地依賴於環論和群論地結果。由於他的良好聲譽,更由於他的論文是建立在對此問題有深入刻畫的結果基礎上,同行專家相 信懷爾斯已經打開了許多人無法打開的成功之門。懷爾斯的事蹟隨之通過報刊雜誌被新聞界廣為宣傳,《紐約時報》甚至還將他的故事搬到了報紙的頭版。

然而當懷爾斯成為媒體報道的中心時,證明的一個缺陷被發現了。

費馬猜想終結者——安德魯懷爾斯

安德魯-懷爾斯(網絡圖)


1993年8月23日,審稿人尼克•凱茲發現了證明中的一個小缺陷。數學的絕對主義要求懷爾斯無可懷疑地證明他的方法中的每一步都行得通。懷爾斯以為這 是一個小問題,補救的辦法可能十分容易就能找到便沒有注重這個問題。可是6個多月過去了,這個錯誤還是沒有能夠得到解決,懷爾斯正處在崩潰的邊緣,他準備 承認失敗。經過長時間的考慮後,懷爾斯決定邀請劍橋大學的講師理查德•泰勒到普林斯頓和他一起工作,希望兩人一起能夠找到解決這個問題的方法。可是到了9 月,依然沒有結果,萬般無奈之下,他們二人不得不準備放棄了。令人驚訝的是,9月19日在懷爾斯對論文做最後一次檢驗的時候,問題的答案終於浮出了水面。

八年的歲月,窮其一身之技,懷爾斯終於向世界證明了他的才能。世界不再懷疑這一次的證明了。這兩篇論文總共有130頁,是歷史上核查得最徹底的數學稿 件,它們發表在1995年5月的《數學年刊》上。數學家約翰•科茨說:“用數學的術語來說,這個最終的證明可與分裂原子或發現DNA的結構相比,對費馬猜 想的證明是人類智力活動的一曲凱歌,同時,不能忽視的事實是它一下子就使數學發生了革命性的變化。對我說來,安德魯成果的美和魅力在於它是走向代數數論的 巨大的一步。”

這一次,懷爾斯終將憑藉自己的智慧和對數學事業的百分之百的認真嚴謹而載入史冊。

作者:小草


費馬猜想終結者——安德魯懷爾斯


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