數學難題「abc猜想」封印終被開啟,望月新一的8年證明真的有效嗎?

2020-12-16 騰訊網

新智元原創

編輯:白峰,鵬飛

數學界有一個堪稱「禁忌」的問題。

這個問題剛被提出來的時候,曾有不少人嘗試攻堅。最終,幾乎所有人都放棄了。如今,全世界只有極少數頂級數學家仍在苦苦鑽研,而絕大部分的數學家對此都選擇了「避開」。

然而,這個難倒數學界的難題,卻有一個簡單的不能再簡單的名字abc猜想。以至於讓人有一種錯覺:它的真實名字一定是被封印了,所以人們才用了這個聽起來就像是鬧著玩兒的名字。

實際上,迄今為止,只有一個人宣稱解開了這個難題。而他的解題過程看起來就好像是畫魔法陣一樣,大部分數學家表示看不懂;也有不少數學家表示質疑;只有12個人發出了會心的笑容,表示「我懂了」,但「跟你也解釋不清楚」。

這個人就是:日本京都大學數理分析研究所教授望月新一(Shinichi Mochizuki)。

神秘的數學天才,隱藏的鐵道愛好者?

這位數學家,在我們普通人看來簡直就是個只可能出現在日本漫畫中的Nerd數學家角色。他的顏值,甚至連他的名字都能讓你瞬間腦補出漫畫角色:

如果不說,你一定會以為上圖這個人是某個日劇裡的角色吧?

他平時神龍見首不見尾,只是偶爾在京都大學自己的主頁下更新一下論文進度。

他斷絕了與外界的一切聯繫,只保持和幾位專業領域數學家的郵件聯絡。

他寫出的論文就像是外星人使用的語言,就連頂級數學家也少有人能看懂。

他的主頁也透著一股濃濃的民科蒸汽波風,讓人無法直視。來感受一下這辣眼的個人主頁:

很多人可能不知道這個網站的風格為什麼是這樣的。這裡不得不提到日本的一個亞文化:鐵道痴迷。日文「鉄道ファン(てつどうファン)」,中文「鐵道迷」,英文為「Railfan」。

望月新一的網站風格,完全就是Modelnics網站的翻版。Modelnics是一家5英寸軌距鐵路模型製造商。

難道說這個神秘的數學天才,是個狂熱的鐵道愛好者?

就是這樣的一個人,在發表了700多頁的關於遠阿貝爾幾何的論文之後,就像動漫中孤獨的屠龍勇士一樣,獨自一人踏上了徵服abc猜想的「禁忌之路」。因為在這條路上,幾乎無人能與之同行。

這條路一走就是十幾年。這十幾年來無人知曉他在幹什麼,也沒人能想像他是怎樣的一種工作狀態。

直到2012年8月份,他攜帶一份厚達500多頁的論文歸來,震驚了整個數學界!

從500頁到600頁論文多次修訂,歷時8年終被承認

如今,他的論文已經通過了審核,即將正式發表。從他第一次提交到最終發表,歷時8年!

2012年,望月新一提交了一份長達512頁的論文號稱自己解決了abc猜想。該論文由4篇長論文組成,難度逐漸提高。

他在論文中自創了一個讓人不可思議的理論,命名為「宇宙際Teichmüller理論」,簡稱IUTT,即IUT理論。

更讓人不可思議的是,他一發不可收拾,接連創造了好多「鍊金」術語,例如「宇宙暗邊際之極」、「霍奇影院」(Hodge Theater)、「外星算數全純結構」(alien arithmetic holomorphic structures)等。雖然看起來有點中二,但是莫名讓人聽的熱血沸騰是怎麼回事呢?

隨後,望月新一不斷的完善自己的理論,論文也從早期的500多頁,增加到現在的600多頁。

有關望月新一所有的論文,都可以在其充滿古早味蒸汽波的網站找到。不過,為了照顧各位眼睛,這裡貼出他整理的一份論文列表pdf。

http://www.kurims.kyoto-u.ac.jp/~motizuki/ronbun-list.pdf

數學界對望月新一的論文正確性存在巨大爭議

對望月新一的論文,數學界存在巨大的分歧。

包括望月的導師法爾廷斯在內的很多頂級數學家表示完全看不懂。

芝加哥大學的Frank Calegari:「質疑的數學家們拿不出明確證據來證明其中的漏洞。現在我們處於一個尷尬的境地,在京都它是abc定理,在其他地方則是abc猜想。」

表示自己看懂了的數學家僅有10幾位,都和望月新一關係比較近。分別是:諾丁漢大學教授Ivan Fesenko,RIMS講師山下剛、星裕一郎、譚福成,RIMS教授玉川安騎男,東京工大教授加藤文元,廣島大學教授松本眞,普渡大學副教授Chung Pang Mok,巴黎第六大學副教授Emmanuel Lepage,佛蒙特大學客座教授Taylor Dupuy,加州大學聖地牙哥分校教授Kiran Kedlaya,密西根大學教授Jeffery Lagarias。

比較有意思的是日本數學家佔了多數。

而且這些聲稱自己懂了的數學家們,卻同時聲稱自己也沒辦法向別人解釋為什麼他們懂了,總之就是「我懂了,但是我解釋了你也不懂」。

牛津大學Kim Minhyong說:「abc猜想是關於乘法和加法的非常基本的表述。你仿佛在揭示數字系統的某種非常基本卻從未見過的結構」。

看不懂並不代表沒人信。很多數學家對望月新一的數學天賦非常贊同,張壽武有次提到Andrew Wiles證明費馬大定理後,曾對望月新一推崇備至,大意是說「數學界有瞭望月這樣的人,其他人都可以改行了」。

還有一些數學家表示了強烈的質疑,其中就有菲爾茲獎得主舒爾茨。

菲爾茲獎得主舒爾茨:邏輯不通,陶哲軒說論證太長引人質疑

菲爾茲獎得主舒爾茨對望月的證明提出了尖銳的批判。

他說:「我想補充的一點是…在論文發表後不久我就指出,我完全無法認同IUT理論第三部分的推論;此後我一直在向其他專家探討至今沒有任何有用的解釋。事實上,這麼多年來,越來越多的人得出了和我類似的結論」。

「我聽說望月周圍的人也不理解。謹慎起見我等了好幾年,直到有人給出一個更好的(或任何)解釋,我才公開發言。」

舒爾茨相關論文連結:http://www.kurims.kyoto-u.ac.jp/~motizuki/SS2018-08.pdf

舒爾茨對所有關於計算機驗證的內容感到非常惱火,他認為計算機不能用來驗證理論的對錯,只能作為一個補充。

而陶哲軒的評論就相對溫和一些。

陶哲軒謙虛的承認自己並不是IUT領域的專家,無法對望月的作品給出第一手的見解。

不過陶哲軒舉了一個例子,他用更熟悉的佩雷爾曼和張益唐的作品做比較。相比望月新一600多頁的論文,佩雷爾曼和張益唐的論文給出了簡短的「概念證明」陳述,能夠讓領域專家很快就能看出論文中的突破性和正確性。

陶哲軒憑著自己對數學的高度敏感性,認為如果望月新一能夠將300多頁的論證,縮短概念證明(例如100頁)將有助於消除對論點的懷疑。

不過陶哲軒也認為,一個完整的自足的理論,其唯一的外部應用是支撐abc猜想的300頁論證就顯得有點怪。

到底結果如何,讓我們拭目以待吧!

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