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数学コミュのABC予想

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数学の整数論の分野で『ABC予想』というのがあるそうです。これはAとBの2つの整数とこれらを足してできる新たな整数Cを考え、それぞれのの素因数について成り立つ関係を分析した理論で、整数の方程式の解析では最も重要な未解決の問題らしいです。

本日の日本経済新聞の記事を読むと、この『ABC予想』が、京大の望月新一教授によって証明された可能性があるとのことです。「可能性」というのは、その証明が正しいか否か専門家の査読を受ける過程があるからなのですが…。

すると、ミクシィのニュースにもこれが配信されていますね。この『ABC予想』の証明がもたらす波及効果についてなにかご存じの方は教えてください。

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http://news.mixi.jp/view_news.pl?id=2158983&media_id=20

まだだれも証明していない「ABC予想」と呼ばれる数学の難問について京都大学数理解析研究所の望月新一教授(43)が書いた論文が、その証明に成功した可能性があるとして、世界の数学者が注目している。

 英科学誌ネイチャーが配信する電子ニュースなどによると、4章からなる計500ページの長大な論文で、今年8月末にインターネットで公開された。

 ABC予想は、350年間以上解けなかったことで知られる「フェルマーの定理」と同様、方程式の整数解の性質を調べる分野の問題。二つの整数A、Bと、それらを加えた整数Cとの間の素因数の関係について述べた予想で、1985年に欧州の2人の数学者が提唱した。

 予想が証明されると、フェルマーの定理も、より簡単に証明できるほか、これで解決できる他の難問もあるとみられ、極めて重要な問題とされている。

 同研究所の森重文所長は「膨大な論文なので、正誤の判定には何年もかかるだろう。大いに期待しながら見守りたい」と話している。

 望月教授は東京生まれ。19歳で米プリンストン大数学科を卒業、32歳の若さで京大数理解析研究所の教授に就任した。2005年には第1回日本学士院学術奨励賞を受賞している。

コメント(117)

NHKの「笑わない数学」でABC予想が放映されました。IUTの説明はNHKスペシャルと同じで「宇宙」は望月先生の考えとしたりしていました。全くNHKスペシャルの簡易的な内容でした。
昨年4月にNHKスペシャルにて「ABC予想」について放送がありました。
そこで宇宙際タイヒミューラー理論について説明があり大変興味を持ちました。
インターネットにt「宇宙際タイヒミューラー理論への誘い」と「宇宙際タイヒミューラー理論入門」をダウンロードして読みました。
僕は数学の専門家ではありません。持っている数学の知識も中高生レベルです。
そのレベルにて宇宙際タイヒミューラー理論の概略を理解いたしましたので記載させていただきます。僕の周りには数学の専門家はいません。理工系の人もいません。解釈した内容が正しいかどうかはわかりません。
ご意見をいただけたら幸いです。
宇宙際タイヒミューラー理論(以下IUT)とは
→IUTとは、整数を実数化した空間に代数構造を作りあげ正則構造の違う宇宙を復元する理論である。
IUTの予備知識 整数の実数化
◎整数の「1」を1個と考えず、1回転と考える。
 N乗根はN分の1回転となる
◎整数は多項式である。
 全てのP進数の多項式は連続体濃度となる。
以上の考えを基に整数を実数化する。

整数の実数化の補足
◎整数は実数化されることにより除方によって閉じる。
 よって正則構造が変形される。
◎整数は実数化できるが実数は整数化できない。
 よって
U:宇宙
UK:正則構造の違う宇宙
の間にてUからUKへの復元のアルゴリズムは明示されるが逆はない。
IUT の表題語彙説明
宇宙:グロタンデイークが提唱した数学の議論範囲
   数学1式のこと
際:国際の際と同じで「繋げる」と言う意味
  IUTでは対称性通信による復元作業のこと
タイヒミューラー:2元構造に於いて1元を固定して1元を変形させる手法
グロタンデイーク宇宙
集合論に於いては「全ての集合の集合」を筆頭として「(ある性質)を持つ集合全ての集合」を考えることはできない。これらの集合は、ラッセルパラドクス、カリーのパラドクス、その他多数の類似のパラドクスを引き起こすためである。
しかし、議論のために「集合の全体」など、様々なものの全体という概念が必要になることは多い。
これを回避する方法の一つがグロタンデイーク宇宙である。
 SiX:Xの性質を持つ集合S iは順序数
上記の集合をI=0 から 無限までの和集合をとる。


代数構造
マグマ:演算が定義される
半群:結合律が成り立つ
モノイド:単位元が存在する
群:逆元が存在する
環:加法群、情報半群を持つ
  分配律→乗法は加法の上に分配的である
体:非零元の全体が乗法に関して群をなす
宇宙:数体の圏
lが5以上のP進数体の整数を実数化する。
数体を
構成する加法群、乗法群から演算を構成する対称性を取り出す。
エタール型
加法的対称性:(a,b,c)→(a,c,b) 1点固定の2点入れ替え
複素平面上の平行四辺形

乗法的対称性 :(a,b,c)→(b,c,a) 3点入れ替え
複素平面上の回転
                  
対称性の変形
変形率をdとする
dは新しい正則構造に収まるため無限に発散せずある値より小さくなる
dは歪。変形部分の移動距離
加法的対称性:(a,b,c)→(a,dc,db)
乗法的対称性:(a,b,c)→(db,dc,da)
左辺を固定して右辺をタイヒミューラー変形する
加法的対称性と乗法的対称性は変形の仕方が異なり加法と乗法が分離される
対称性(エタール型)の多項式化(フロべニウス型)
対称性とは「aとbの入れ替え」という決まりであり実態がない。
実態がないものを別空間には送れない。
よって対称性を多項式にリンクさせる。
リンクの左辺と右辺の間に写像は存在しない。
よって等式は得られず不等式が得られる。
リンクするためには、リンクの左辺と右辺で次数と構造が一致することである。
変形され分離した加法的対称性、乗法的対称性をそれぞれ実態のある多項式化する。
多項式は関数なので特殊値(固有値)を求める
個々の特殊値は代数構造を持たない
無限列の特殊値を対数殻に入れ乗法的乗法化する
出来上がった代数構造はマグマである
乗法的情報からリンクして多項式を復元する
多項式を対称性にリンクして変換する
加法的対称性:ガウス積分により復元
乗法的対称性:数論的基本群同型

変換された加法的対称性、乗法的対称性は整数が除方にて閉じているためガロア群を形成する
ガロア群を基に数体ができる

数体を張り合わせ宇宙を復元する
5以上のp進数体を張り合わせて正則構造の違う宇宙を復元する。

ABC予想の証明
今までの操作を楕円曲線上の数体にて対称性の歪を計算しながら行う。
歪は楕円曲線の高さに置き換え考えることができる。
よって楕円関数の高さに関するスピロ予想が証明される
スピロ予想はABC予想と同値であるため証明が完了する
以上、中高生レベルにて解釈した宇宙際タイヒミューラー理論です。
長々とお付き合いいただきありがとうございました。
↑につきまして、ご意見をいただけますか。全然的外れの解釈ならば、ご指摘いただけますと嬉しいです。
今回、勉強して感じたことはIUTに関しては事前知識の必要性でした。
整数の実数化
グロタンデイーク宇宙
代数構造(群の下部構造)
圏論
最低でも以上の知識は必要だと思いました。
数学の超難問「ABC予想」を証明したとする京都大数理解析研究所の望月新一教授の理論について、ドワンゴ創業者で実業家の川上量生(のぶお)さんが7日、「間違いの証明」に100万ドル(約1億4千万円)の賞金をかけると発表したというお話です。

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■「ABC予想」の証明理論、欠陥見つけたら1.4億円 実業家が発表
(朝日新聞デジタル - 07月07日 12:03)
https://news.mixi.jp/view_news.pl?media_id=168&from=diary&id=7479353

数学の超難問「ABC予想」を証明したとする京都大数理解析研究所の望月新一教授の理論について、ドワンゴ創業者で実業家の川上量生(のぶお)さんが7日、「間違いの証明」に100万ドル(約1億4千万円)の賞金をかけると発表した。

 論文の正しさを確かめる長い検証を終え、2年ほど前に出版された理論の「欠陥」を探せというものだ。数学史上、極めて異例の賞金が登場した。

 賞金を手にする条件は、望月さんの理論の間違いを指摘した論文が査読付きの専門誌に掲載されていること。掲載誌は、過去10年に数論幾何の論文が10本以上掲載されている専門誌とした。審査は非公開で、川上さんが数学者の意見を元に独自に判断する。賞金は川上さんがポケットマネーから出すという。

 数学の賞金としては、超難問「リーマン予想」など未解決の7問に1問100万ドルがかけられた「ミレニアム問題」が有名だ。ただ、一度認められた証明に対して、多額の賞金がかけられるのは過去に例がない。

 対象となる理論は、望月教授が約20年かけて1人で築いた「宇宙際(うちゅうさい)タイヒミュラー(IUT)理論」。足し算やかけ算をする世界(=宇宙)を縦横無尽につなげ(=際)、数を自在に行き来させるという斬新なアイデアだ。ABC予想を解決したとして2021年春、論文が7年半の検証を経て国際専門誌に載った。

 ところが、「異世界から来た」と言われた理論は当初、奇抜さと難解さから多くの数学者が大意さえつかめなかった。出版前から異例の勉強会が開かれ、解説論文も次々出たが、習得の壁は高く理解者は増えなかった。

 「数学者が理解できる形での書き換えが待たれている最も悪名高いのがABC予想の証明だ」。米数学者は昨年末、数学界の空気感を学術誌のコラムでそう指摘した。
>>[108]
入門PDFがありました。

https://acrobat.adobe.com/link/review?uri=urn:aaid:scds:US:7df2e9d4-07b4-31ed-8f32-e094a09c3178
クラウドがうまく行かないので下記
https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&opi=89978449&url=https://www.kurims.kyoto-u.ac.jp/~yuichiro/introduction_to_inter-universal_teichmuller_theory.pdf&ved=2ahUKEwjBr5Wym_z_AhXJRN4KHTYsDToQFnoECCAQAQ&usg=AOvVaw21rQFl3Yi_MUf47-ASmx51
このあたりはなんとか(^^;
acrobatは持っているもの同士でSNSで会話出きるので便利だが、この機能は有料のようですね。
良い「NHK」のまとめがあったので寄りました。

>【日本発の数学理論 IUT理論とABC予想】京大・望月新一教授のIUT理論を気鋭の数学者が徹底解説/ドワンゴ創業者・川上量生氏がIUT理論「決着」に賞金をかける理由【EXTREME SCIENCE】
>>[113]  

紹介ありがとうございます。
順に見たが、3割わかったつもりくらい。

もっともやさしい正統派解説書
「日本一わかりやすいABC予想」(小山、ビジネス教育出版社、2021年)
#
「ABC予想」とはなんですか?
[The abc conjecture]
ABC予想は、1985年にジョゼフ・オステレルとデイヴィド・マッサーにより定義された整数論の予想です。自然数の足し算A+B=Cがあるとき、3つの数A,B,Cがどんな数で割り切れるかに注目し、それらの素因数の大きさについて述べてます。
数の素朴な性質に関する予想であるだけに、数字の種々の未解明な謎に深く関わっていると考えられます。(表表紙)
#
--ABC予想--
1以外に同じ約数を持たない正の整数a,bで、a+b+cの時、
c<K·{rad(abc) }>1+ε
が成立する。
ただし、ε>0,K≧1(Kはεによって決まる定数)
(>は不等式でなく右上につく小文字を示す。radはabcの素因数を一回ずつかけることを意味する。この本も数学者の本で不足 アリア注)
‥abcは正の整数、Kとεは正の数で、『左辺が右辺より小さい』ことを表す‥
望月先生のを査読をした佐藤先生のは画像の通り。
> http://youtu.be/Q1DUocqDYWU


最後が佐藤先生の本
買ったがあやふや。

>>[114]
写真の「有限」のあとに個を加えてください。

足し算、かけ算ができないと、環をとらなく

環について
高校までの代数でやる当たり前のことの説明だが。下記サイト
足し算とかけ算ができるような代数系を環(かん)という。
整数や有理数,多項式,行列などの「和」と「積」をもつような対象を抽象化した概念を環といいます。
https://manabitimes.jp/math/1744
>>[114]
私も過去に分かりやすくする用に実際の数を入れてやって見たが(YouTubeも本物やっている)、そういう入試の解答じゃないと動画中にある(^^;
代数、いや数学の根幹から説明しないとならない。
数学の根幹、論理、宇宙(世界)から説明したのが、望月論と説明しています。

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