數論難題abc猜想被證明?600頁論文僅幾人看懂,仍存巨大爭議

2020-12-04 DeepTech深科技

經過八年的努力,獨自奮戰的日本數學家望月新一(Shinichi Mochizuki)終於得到了一些認可。如今,他長達 600 頁的「abc 猜想」證明論文已經被接收,即將出版。

京都大學數理解析研究所期刊(RIMS)評審通過瞭望月新一的論文,而望月新一也是該期刊的編輯。八年來,該證明論文經歷了漫長而激烈的爭論,如今它終於要發表了。

4 月 3 日,在京都大學舉行的新聞發布會上,另外兩位 RIMS 的數學家,Masaki Kashiwara 和 Akio Tamagawa 宣布了這一成果。Kashiwara 說,這篇論文「將產生巨大影響」。當被問及望月新一對論文被通過的消息有何反應時,Kashiwara 說:「我想他鬆了一口氣。」

多年來,望月新一一直拒絕接受採訪,他從不露面,也不願接受記者採訪。

八年前,望月新一在網上發表了四篇共 500 多頁的長論文,聲稱已經證明了「abc 猜想」。但是很多數學家看不懂這些論文,他們花了多年時間試圖理解它,更別提證明它的對錯。

如今,這一論文的正式發表,能夠平息來自大多數其他數學家的質疑嗎?

abc 猜想

望月新一聲稱已經證明了的 abc 猜想,描述的是整數加法和乘法之間的深刻聯繫。abc 猜想最初由法國數學家約瑟夫·奧斯特萊和大衛·馬瑟於 1985 年提出。並且一經提出,abc 猜想就成為數論領域的重要猜想之一。

(來源:PaddyMills)

我們知道,任何整數都可以被分解成若干個質因數相乘,例如:5、3、2是60的質因數,60 = 5×3×2×2。abc 猜想可以簡單解釋為,有 a、b、c 三個互質整數,其中 c=a+b,猜想認為,這三個數的質因數相乘的結果比 c 小的 a、b、c 組合是有限的。

數學家們把 abc 的質因數乘積記作 rad(abc),用嚴謹的數學語言來表述就是:

對於任何 ε > 0,只存在有限個互質正整數的三元組(a,b, c),c =a + b,使得:c > rad(abc)1+ε。

如果這個猜想被證明,就可以改變數論。

例如,它可以提供一種新的方法來證明由皮埃爾·德·費馬在 1637 年提出的費馬大定理。費馬當年提出費馬大定理時,用一句「空白太小寫不下證明」,導致這一定理歷時 350 多年,直到 1995 年才被證明。

一波三折的八年

望月新一是一位受人尊敬的天才數字家。他 1969 年 3 月 29 日出生於日本東京,23 歲獲得數學博士學位,33 歲成為京都大學數理解析研究所的教授。

2012 年 8 月 30 日,他悄悄地在自己的 RIMS 網頁上發布了論文初稿。這些論文的撰寫風格獨特而高深莫測,似乎完全由未知的數學概念組成。威斯康星大學麥迪遜分校的數字理論家 Jordan Ellenberg 在他的博客上寫道,「這論文就像是來自未來,甚至像是外星文明」。

在網上發表論文之後,望月新一拒絕了所有出國旅行和演講的邀請。當時他的一些親密合作夥伴表示,該證明是正確的。

與此同時,其他世界各地的專家則在艱難地去理解它,更不用說驗證了。在隨後的幾年中,學界就這個問題多次舉行了會議,與會者報告了部分進展,但表示可能需要許多年才能得出結論。許多數學家,包括望月新一的博士導師 Gerdfalings 在內,都公開批評望月新一的論文不是很清晰。

到 2015 年,望月新一的證明仍然處於數學困境之中,既未被證明存在錯誤,也未被更廣泛的數學界所接受。望月新一估計,數學研究生需要大約 10 年的時間才能理解他的論文,而英國諾丁漢大學的數字理論家 Ivan Fesenko 認為,即使算術幾何學專家也需要大約 500 個小時才能理解。當時,只有 4 位數學家說他們已經能夠閱讀整個證明過程。

圖 | 望月新一(來源:京都大學)

2017 年 12 月 16 日,日本《朝日新聞》報導稱,望月新一的證明即將得到正式驗證,這一成就將與 1995 年費馬大定理的證明不相上下。

當時有傳言稱,RIMS 已經採納了這些論文,隨後該期刊的編輯對此予以否認。

2017 年 12 月,紐約哥倫比亞大學數學物理學家 Peter Woit 在博客上寫道,該期刊採納這些論文的做法將創造一種「數學歷史上前所未有的情況:一本備受尊敬的期刊審查通過了著名猜想的證明論文,而研究該領域的大多數專家卻無法理解這些論文。」

當時,即將出版確實是謠言。然後在幾個月內,對望月新一的爭議變得更大了。波恩大學的 Peter Scholze 是數論方面業界公認的權威,他於 2018 年 8 月獲得菲爾茲獎(數學領域的最高榮譽)。

Scholze 和法蘭克福歌德大學的 Jacob Stix 私下反駁瞭望月新一的 abc 猜想證明論文,並指出了他們認為的具體錯誤段落。同月,Scholze 和 Stix 在數學和物理學雜誌 Quanta 的提問中公開表示,他們發現了一個嚴重的、無法解決的漏洞。Scholze 告訴 Quanta:「我認為 abc 猜想仍未解決,任何人都還有機會證明這一猜想。」

許多人認為,這是對望月新一證明的致命打擊。

對此,望月新一駁斥了一些網上的批評聲,他認為另兩位數學家沒有理解他的論文。然而,其他所有專家都贊同兩位數學家的觀點。

爭議依然存在

現在,論文即將公開發表似乎也不太能改變這種情形。Scholze 表示:「我的觀點自始至終都沒有改變,我和 Jakob Stix 認為這些論文存在錯誤。」 Stix 則拒絕發表評論。

放眼數學界,也沒有太多數學家加入望月新一的陣營。

加州大學聖地牙哥分校的數學家 Kiran Kedlaya 一直致力於驗證這一證明,他說:「我認為,自 2018 年以來,社會輿論沒有太大的變化」。另一位來自加州大學伯克利分校的數學家 Edward Frenkel 說:「在新的信息出現之前,我不會對這篇論文的發表發表任何評論。」

在新聞發布會上,Tamagawa 表示,證明過程並沒有因為 Scholze 和 Stix 的質疑而有所更改。關於它的一些評論也將發表,但沒有根本改變。

歐洲數學學會主席 Volker Mehrmann 認為,如果期刊編輯無視這些質疑,在沒有重大修訂就選擇發表論文,這將對期刊以及作者望月新一造成很不好的影響。

一位匿名數學家說,評審這些論文的編輯可能處於進退兩難境地。「如果目前最好的數學家們都拿這些論文沒有辦法,那麼他們怎麼會有機會(評判)呢?」

對於望月新一就是論文發表期刊的編輯這件事,東京 Kavli 物理與數學研究所的數學家 Hiraku Nakajima 說,數學家經常在他們擔任編輯的期刊上發表論文,只要作者退出同行評審過程,「就不會違反任何規則,而且很普遍」。Mehrmann 也確認這不會違反 EMS 準則。

Kashiwara 說,望月新一已經退出了評審,並且沒有參加有關該論文的任何編輯委員會會議。他說,該期刊此前也曾發表過其他期刊編輯委員會成員的論文。

望月新一的論文於 2 月 5 日通過評審,但是發表日期尚未確定。Kashiwara 說:「這是一篇很長的論文,而且是一個特殊的問題,所以還不能確定要花多長時間才能正式發表。」

在數學世界中,期刊的認可並不意味著同行評審過程結束。只有在整個學界達成共識後,才能真正成為公認的定理,這一過程可能在論文正式發表後持續數年。

英國牛津大學數學家 Minhyong Kim 說,「儘管多年來存在種種困難,但我仍然認為,如果望月新一的證明正確無誤,那就太讓人激動了」。

相關焦點

  • abc猜想被證明?600頁的數學論文,世界上只有幾個人看得懂
    期刊上發表瞭望月新一撰寫的關於「宇宙際Teichmuller」的論文,長度達到了驚人的600頁建築abc猜想:由喬瑟夫·奧斯達利(Joseph Oesterlé)及大衛·馬瑟(David Masser)在1985年提出。abc猜想以三個互質正整數a, b, c描述,c是a及b的和,猜想因此得名。abc猜想如果解決了,數論中一些猜想也會得到證明,可以說是本世紀最高的數學成就了,所以意義非常重大。
  • 日本數學家望月新一將發表abc猜想證明,定稿長達600頁
    8年前,日本數學家望月新一用長達500多頁的4篇論文,聲稱自己解決了abc猜想,引發學界討論,然而很少有數學家能夠理解他的這項工作;如今,望月新一終於得到了肯定。據《自然》報導,最終定稿長達600頁的abc猜想證明終於被認可並即將出版。
  • 數學難題「abc猜想」封印終被開啟
    問道數學|美麗思考 4 月 3 日,日媒京都新聞報導,日本京都大學數理分析研究所教授望月新一(Shinichi Mochizuki)對於數論難題「abc 猜想」的證明近日將正式發表。包括Nature等在內的權威科學傳媒組織,也這一重要進展進行了報導。
  • 數學難題「abc猜想」封印終被開啟|abc猜想|數學|望月新一|京都...
    問道數學|美麗思考4 月 3 日,日媒京都新聞報導,日本京都大學數理分析研究所教授望月新一(Shinichi Mochizuki)對於數論難題「abc 猜想」的證明近日將正式發表。包括Nature等在內的權威科學傳媒組織,也這一重要進展進行了報導。論文作者是日本的天才數學家望月新一,他33歲起就在京都大學擔任數學教授。
  • 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?
    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。
  • 一個富有爭議的證明
    2012年,日本京都大學的數學家望月新一(Shinichi Mochizuki)用4篇總長度超過600頁的論文,向數學界宣布,他證明了著名的數論難題——ABC猜想。
  • 望月新一的論文快發表了,abc猜想能否獲得證明?
    原文作者:Davide Castelvecchi 有些專家表示,望月新一沒能修正其數學證明中的致命錯誤。 在八年的努力之後,備受爭議的日本數學家望月新一終於獲得了一些認可。他關於abc猜想的600頁證明終於被接收發表了。
  • 《自然》雜誌:8年前提出的abc猜想證明終於被認可發表
    《自然》雜誌在今天發表專題文章,評論8年前提出的abc猜想證明終於被認可發表的曲折過程。abc猜想(英語:abc conjecture)是一個未解決的數學猜想,最先由約瑟夫·奧斯特萊及大衛·馬瑟在1985年提出。abc猜想以三個互質正整數a, b, c描述,c是a及b的和,猜想因此得名。
  • abc猜想已證明?
    數論領域中最重要的難題之一abc猜想或已被解決,這則重磅消息打破了數學界一貫的沉靜,人們開始對此議論紛紛。
  • 數學天才望月新一證明abc猜想,只有十幾個數學家能懂
    這一次望月新一的證明,全篇超過600頁,2012年就已發表,但足足經過了8年的同行評審才通過,期間開過多次研討會——但依然有很多數學家無法理解。 但也不是沒有爭議,因為當初接收論文的期刊——日本的PRIMS,主編正是望月新一本人。 如果他的證明是正確的,那麼將徹底改變數論。 同時也正因為如此,才有了學界長達8年的爭論。 什麼是abc猜想?
  • 評審8年終獲發表,數學天才望月新一證明abc猜想,只有十幾人能懂
    論文作者是日本的天才數學家望月新一,他33歲起就在京都大學擔任數學教授。這一次望月新一的證明,全篇超過600頁,2012年就已發表,但足足經過了8年的同行評審才通過,期間開過多次研討會——但依然有很多數學家無法理解。
  • 數學天才望月新一證明abc猜想,全球只有十幾個數學家讀懂
    但也不是沒有爭議,因為當初接收論文的期刊——日本的PRIMS,主編正是望月新一本人。如果他的證明是正確的,那麼將徹底改變數論。同時也正因為如此,才有了學界長達8年的爭論。什麼是abc猜想?abc猜想,最初由法國數學家約瑟夫·奧斯特萊和大衛·馬瑟,在1985年提出。並且一經提出,abc猜想就成為數論領域的重要猜想之一。只是和哥德巴赫猜想不同的是,向大眾說明abc猜想本身,就是一個複雜的過程。
  • c語言abc三個數比大小_歷時8年終獲發表,日本數學家證明abc猜想,將...
    這一次望月新一的證明,全篇超過600頁,2012年就已發表,但足足經過了8年的同行評審才通過,期間開過多次研討會——但依然有很多數學家無法理解。據說,這篇論文全球只有十幾位數學家深入研究了證明過程。許多數學家根本無法指出證明過程是對是錯,因為根本看不懂。
  • 這個證明據說世界上只有12個人看懂,他們是……
    2012年,日本京都大學的數學家望月新一(Shinichi Mochizuki)用4篇總長度超過600頁的論文,向數學界宣布,他證明了著名的數論難題——ABC猜想。然而,由於望月的論文非常晦澀難懂,而且他採用了自己發展起來的數學工具,致使數學界幾乎無人能看懂他的論文。
  • abc 猜想證明是否有效?三位數學界大牛激辯
    9 月 20 日,波恩大學的彼得·舒爾茨(Peter Scholze)和歌德大學的雅克比·斯提克斯(Jakob Stix)發文稱,京都大學天才數學家望月新一(Shinichi Mochizuki)從 2012 年發表的一系列證明 abc 猜想的長篇論文中存在「嚴重的,不可修復的漏洞」,而 abc 猜想是數論中影響最為深遠的問題之一。
  • 600 多頁「天書」即將正式發表!最富傳奇色彩的難題被天才數學家...
    相信大家看到上述猜想肯定一頭霧水,但實際上,幾十年來許多數學家也都花費了大量的精力試圖證明這一猜想,至今還沒有被行業廣泛認可的一套方法論。2007 年,在數論、算術代數幾何和交換代數領域有過重要貢獻的知名法國數學家 Lucien Szpiro 首次宣布對 abc 猜想的證明,但很快就被證明有誤。
  • 日本科學家abc猜想證明將發表—新聞—科學網
  • 評審8年終獲發表,數學天才望月新一證明abc猜想,全球只有十幾個...
    論文作者是日本的天才數學家望月新一,他33歲起就在京都大學擔任數學教授。這一次望月新一的證明,全篇超過600頁,2012年就已發表,但足足經過了8年的同行評審才通過,期間開過多次研討會——但依然有很多數學家無法理解。據說,這篇論文全球只有十幾位數學家深入研究了證明過程。
  • 望月新一abc論文 - CSDN
    但也不是沒有爭議,因為當初接收論文的期刊——日本的PRIMS,主編正是望月新一本人。如果他的證明是正確的,那麼將徹底改變數論。同時也正因為如此,才有了學界長達8年的爭論。什麼是abc猜想?abc猜想,最初由法國數學家約瑟夫·奧斯特萊和大衛·馬瑟,在1985年提出。並且一經提出,abc猜想就成為數論領域的重要猜想之一。只是和哥德巴赫猜想不同的是,向大眾說明abc猜想本身,就是一個複雜的過程。
  • 數學界大事發生,京都大學宣布望月新一解決「ABC猜想」
    ,長達600頁,從中得出的結論之一是能證明ABC猜想。 一時間,所有人都瘋了般,紛紛去下載望月的論文來一探究竟,然而,卻沒有一個人能看得懂,就連華裔天才數學家陶哲軒也表示沒看懂。,最終長度也達到了600頁。