為什麼費馬大定理在數學史上的地位如此重要?

刻意的假裝


多謝 @悟空小秘書 信任邀答。費馬大定理xⁿ+yⁿ=zⁿ,當僅當n=1,2有正整數解。從數學角度至多說明,畢達哥拉斯定律或勾股定理“x²+y²=z²”的唯一性。

至於為什麼n=1,2是唯一的,其人類花了300多年直至1995年才被證明出來。

費馬大定理,或者說勾股定理,的物理意義究竟是什麼?我想,這應該是大家最關心的。

大家知道,平面幾何有一定理:直徑上的圓周角是直角。換句話說,凡是直角三角形,都對應一個圓周或圓周運動。


設圓的直徑為1,則費馬大定理等效寫成:x²+y²=1,或者:cos²x+sin²x=1。0

這是勾股定理對應的圓方程。有興趣的學子學者,不妨按照圓方程證明費馬大定理。

我偏愛物理思維,談談勾股定理或對應的圓運動的物理意義。

幾何意義,來自物理意義。幾何第一公理“兩點之間的直線距離最短”,這是自然運動的第一或唯一選擇,連狗都知道。

對應原理有:慣性定律、勻速直線運動、勻速圓周運動、測地線循環、最小作用力原理。


自然界的運動都是曲線運動,歸根結底,是測地線循環,或勻速圓周運動。橢圓運動、螺線運動、拋物線運動等,都是若干不同圓周運動之間的銜接或組合。

可見,圓周運動是自然運動的唯一選擇。換句話說,費馬大定理的勾股定理選項,是自然界的唯一選擇。

當然,這算不上對費馬大定理的數學證明,但物理證明是可以等效的。

物理新物視野,旨在建設性新思維,共同切磋物理/邏輯/雙語的疑難問題。


物理新視野


費馬大定理在數學史上有這麼大名氣,有幾個原因。

第一,它的表述很簡單,有初中甚至小學高年級數學水平的人都能看懂。“當整數n >2時,關於x, y, z的方程 x^n + y^n = z^n 沒有正整數解。”你看,多簡單。

但要證明它,要用到多少高深到我們無法想象的數學知識和手段,要把多少個我們無法理解的數學領域連接起來。

這就是表面的簡潔和內涵的複雜最完美的統一。像數學史別的也很有名的猜想,比如ABC猜想、龐加萊猜想,連把猜想本身是什麼意思講清楚,都要用一本書,講完我們還是一頭霧水聽不懂,註定不會在大眾文化裡有這麼高的知名度。

第二,它的故事很傳奇。費馬聲稱自己做出了證明,卻因為證明太長,在書頁邊上寫不下而沒有留下來,這本身就是一個好故事,擁有廣泛傳播的品質。而後來安德魯·懷爾斯搞地下工作一般苦心孤詣地試圖獨立做出證明,更加為它增添幾分傳奇。

第三,它本身的數學意義就很重要。

哥德巴赫猜想也許是可以和費馬大定理相提並論的另一個好例子。哥德巴赫猜想的表述也很簡單,可能比費馬大定理還簡單,所以哥德巴赫猜想在大眾之中名氣也很大。

但是說實話,哥德巴赫猜想的數學意義比費馬大定理差遠了,它很孤立,不像費馬大定理那樣把幾百年前的猜想和最先進的數學思想驚人地聯繫起來了。伽羅瓦發明的群論、橢圓曲線和模曲線的關係,這些費馬生前根本沒有誕生的數學思想和領域竟然是證明這個猜想的重要武器,在證明費馬大定理的過程中,數學本身也得以大大發展。這一點是哥德巴赫猜想沒法相比的。


奇異機器


我已在2018年11月9日發佈了二元一次方程整數解普遍意義的解,其具有的基礎性、廣泛性、和實用性以及在數論方面的價值應寫進教科書,一直知道費馬定理己被懷爾斯證明,不想去思考。現知證明競然那麼長,感覺這樣的題方法對了不是太難,也不會繁。




手機用戶宣永和


地位由什麼奠定,傳奇和專業貢獻!

費馬來了一句,我有一個絕妙的證明,但此頁空白太小我寫不下,這不是裝逼界的最高境界嗎?這是傳奇一!

同時代的歐拉和之後的高斯都未能完全解決,這兩個執數學之牛耳的大拿都被折磨的夠嗆,這是傳奇二!

費馬大定理未被證明的三百多年裡,好幾個數學家因為無法忍受自己無法證明初等數學就能完美描述的猜想而自殺,這是傳奇三!

因為傳奇太多,直接被冠名費馬最後定理,翻遍數學史,也沒有第二個最後定理了!

費馬定理本身的描述很簡單,初中數學水平就能看懂,給了民科無窮的創作空間,在民間的知名度遠勝什麼希爾伯特二十三問千禧年數學七大世界難題!

最後,因為這個最後定理,直接或間接的推動了一系列數學分支的產生和發展,比如橢圓曲線谷山志村猜想等,被譽為一隻會下蛋的金鵝!

最後,費馬定理是在1997年被英國數學家懷爾斯證明的!為了證明費馬定理,懷爾斯潛心研究了10年,為了防止其它數學家因為自己的工作成果而先於自己完成證明,懷爾斯一直是秘密獨立的進行研究,可想而知,費馬大定理在數學家心中的地位!

專業數學圈子有傳奇,民間有傳說,數學地位想不高都難!


浮塵128175332


在17世紀,皮埃爾.德.費馬。在閱讀丟番圖的《算術》譯本時,書的空白處寫道

把一個立方數分成兩個立方數,把一個四次方數或一般的任何超過二的高次方數分成兩個同次方數,都是不可能的,對此我肯定已經獲得了一個絕妙的證明,但是邊上地位太窄,寫不下。

這就是著名的費馬猜想,也被稱為費馬大定理,之所以叫做費馬大定理,是因為費馬還提出一個小定理,以作區別。費馬或許不知道,他寫的的這段讀書筆記,會對今後350年間數學的發展所產生的巨大影響。他是真的解決了問題,還是跟大家開了個玩笑,已無從考證。費馬猜想激發了幾個世紀的數學思維和發現。德國佛爾夫斯克曾宣佈以10萬馬克作為獎金獎一百年內第一個證明該定理的人,也就是在2007年9月13日這前第一個解決這個問題的人。


費馬大定理激發了幾個世紀中的數學思維和發現。猜想成為定理,幾代頂尖的數學家付出了艱辛努力。

18世紀的數學家歐拉,就n等於3的情況下進行了證明。

德國數學家厄恩斯特E.庫默爾,就小於100的數中,除了37、59、67以外的其他所有數,證明了這個定理。

今天的計算機證明指出,對於前面的400萬個自然數來說定理是成立的。

20世紀50年代,谷山豐提出了與橢圓曲線和它們在雙曲平面內的構造有關的猜想。

20世紀80年代。格哈德.弗雷指出,如果谷山猜想對於某一類的橢圓曲線(稱作半穩定的),來說是對的,則費馬定理可以證明。肯尼思A.李貝特證明了弗雷的命題

1995年問題得到徹底證明。

由此可見,解決費馬大定理的過程,極大地豐富了數學的思想、方法。


多元視角


其實費爾馬方程猜想是一個幾何級函數,勾股定理是一個算術級函數。例1^3=1

2^3=3+5

3^3=7+9+11

4^3=13+15+17+19

……人們所講集合。這就是環外並列集。所以沒有解。


陳裕明AB


費馬大定理地位重要嗎?它只是題面簡潔易懂而已,證明它所產生的連鎖影響非常小,遠不如黎曼猜想那樣,證明了以後就能證明一大堆衍生證明。所以費馬大定理只是有名而已,地位並不是很重要。另外,證明費馬大定理的方法倒是很牛,比費馬大定理本身更有價值


踏風38


有名和重要並不一樣。費馬大定理非常有名,可能和陳景潤有關,從哥德巴赫猜想到費馬大定理,很多老百姓雖然不懂高數但都聽說過,但是在數學專業的人看來這兩個問題在數學史上有名但不重要,數學王子高斯甚至都不想去試著解決費馬大定理,哥德巴赫猜想也一樣,很多數學家壓根就不想去解決這個很難但沒什麼大意義的猜想。


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