1637年,法国一名叫费马的律师提出了一个数学猜想,然后在空白处写道:“我有一种完美的证法,因空白太小,写不下!”可直到350年后,牛津大学的教授安德鲁才完成该猜想的验证。 费马不是随便说说,他证明了n=4的情况,思路简单清晰,用的是无穷递降法,这个方法在当时算成熟技巧,后人看他批注,普遍相信他真有一个简洁证明,问题在于,他没留下任何线索。 费马1665年去世,手稿和书籍散落,儿子整理遗物时,发现《算术》里的空白批注,整理出版后,数学界才注意到这个猜想。 从那时起,无数数学家扑上去,想找到费马口中的完美证法,欧拉第一个取得突破,1770年证明n=3的情况,他用的方法和费马n=4的思路有相通处,但复杂得多。 接下来两百年,数学家们逐个击破,勒让德、狄利克雷证明n=5,拉梅证明n=7,德国数学家库默尔贡献最大,1840年代引入理想数概念,一次性证明100以内绝大多数素数的情况,但这只是局部胜利。对所有大于2的整数n,证明依然遥不可及。 问题卡在核心逻辑,说白了就是,单个素数能逐个验证,但无穷多素数无法一一穷尽,当时数学工具不够,没人能找到覆盖所有情况的通用框架,很多人怀疑,费马当年可能犯了小错,误以为自己找到完整证明,实际只解决部分情况。 时间进入20世纪,猜想依旧悬而未决,1955年,日本数学家谷山和志村提出另一个猜想,有理数域上的椭圆曲线都是模曲线,当时没人想到,这个看似无关的猜想会和费马大定理产生联系。 转折点在1986年,德国数学家弗雷提出,如果费马大定理不成立,存在反例,就能构造出一条特殊椭圆曲线,这条曲线不满足谷山-志村猜想,换句话说,证明谷山-志村猜想,就能间接证明费马大定理,这个发现把两个百年难题绑在一起。 安德鲁·怀尔斯1963年得知费马大定理,那年他10岁,他在图书馆看到相关书籍,立刻被吸引,从那时起,证明这个定理成了他的人生目标,成年后,他成普林斯顿大学教授,默默准备多年,1986年弗雷成果公布,他知道时机到了。 怀尔斯做了一个大胆决定,秘密研究,不告诉任何人,除了少数同事,他切断外界联系,放弃多数学术活动,把自己关在家中阁楼,每天除了教学,其余时间全用来计算和推导,没人知道他在做什么,只当他研究方向转向别处。 这一闭关就是7年,7年间,他整合前人成果,库默尔的理想数、伽罗瓦群表示、椭圆曲线与模形式理论,他的核心思路很明确,先证明谷山-志村猜想的一部分,足够覆盖费马大定理的情况。 1993年6月,怀尔斯觉得准备就绪,选择在剑桥大学牛顿研究所做系列报告,前两场报告,他讲椭圆曲线和模形式理论,听众没察觉异常,第三场最后,他写下费马大定理的结论,平静宣布,我想我就在这里停下吧,全场沉默几秒,随即爆发出雷鸣般掌声。 怀尔斯瞬间成名,350多年的难题似乎终于解决,但喜悦没持续多久,论文审稿时,专家发现关键步骤有漏洞,涉及科利瓦金-弗莱切方法的一环无法完全闭合。 漏洞曝光,怀尔斯陷入巨大压力,他一度想放弃,但最终决定修补,他邀请学生理查德·泰勒一起攻关,又花了14个月,1994年9月19日早晨,他突然意识到,之前放弃的岩泽理论,和科利瓦金-弗莱切方法结合,刚好能补上漏洞。 那一刻,他明白问题解决了,1994年10月,他提交两篇论文,总长度超129页,经过严格审核,1995年5月,论文发表在《数学年刊》,至此,费马大定理正式得到证明,距离提出过去358年。 以上部分内容是小编个人看法,如果您也认同,麻烦点赞支持!有更好的见解也欢迎在评论区留言,方便大家一同探讨。
