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迷人的“费尔马大定理”

时间:2022-02-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:1621年的某一天,在法国的一个城市里,一位叫费尔马的数学家正躺在沙发里看书。费尔马为这个发现惊叫起来。费尔马的这个猜想是说,任何数的三次方,不管是53,还是63,都不能分拆成另外两个数的三次方的和。按理说,在费尔马的“证明”没有公布,没有经过检验前,这只能算猜想,但是,人们习惯上把它称为“费尔马大定理”。就在这时候,他读到一篇关于费尔马大定理的论文,竟然爱不释手。于是,俄尔夫斯凯尔取消了自杀的念头。

迷人的“费尔马大定理”

1621年的某一天,在法国的一个城市里,一位叫费尔马的数学家正躺在沙发里看书。他看的是一本古希腊的数学书。

“任何一个数的三次方,不能分拆为两个数的三次方之和;任何一个数的四次方,不能分拆成两个数的四次方之和……是的,肯定是这样的。”费尔马为这个发现惊叫起来。

这里,我要对小朋友解释一下数学上的一些术语。

一个数,譬如3,和自己相乘,那就是3×3,数学里记作32,叫做“3的二次方”。如果3×3×3,就记作33,叫做“3的三次方”……

我们知道,某些数的二次方是有可能分拆为另外两个数的二次方的和的,譬如52,就可以分拆为32+42。费尔马的这个猜想是说,任何数的三次方,不管是53,还是63,都不能分拆成另外两个数的三次方的和。四次、五次……也是一样。

费尔马提起笔来,在书边上很潦草地写下了这个猜想,并且写道:“我已经找到了这个命题的奇妙证明,但是这里的地方太窄小了,我没有办法把这个证明写出来。”

在书上空白处写的心得,通常叫做“页端笔记”。费尔马的这段页端笔记用数学语言来表达就是:

“方程xn+yn=Zn当n是大于2的自然数时,不可能有正整数解。”按理说,在费尔马的“证明”没有公布,没有经过检验前,这只能算猜想,但是,人们习惯上把它称为“费尔马大定理”。从那时起,不知多少杰出的数学家为此苦思冥想、绞尽脑汁,企图证明这个结论。

18世纪的大数学家欧拉,只证明了方程x3+y3=z3和x4+y4=z4没有正整数解。以后,著名数学家勒让德和狄里克莱同时证明了方程x5+y5=z5没有正整数解。拉梅证明了方程x7十y7=z7也没有正整数解。

直到1849年,库默尔一下子解决了2<n<100的情形。

到了20世纪初,有一位德国数学爱好者俄尔夫斯凯尔,打算在某日午夜自杀。就在这时候,他读到一篇关于费尔马大定理的论文,竟然爱不释手。时间不知不觉地过去了,等他想起自杀这件事情的时候,午夜时刻过去了。于是,俄尔夫斯凯尔取消了自杀的念头。逝世时,他把遗产赠给了德国格丁根数学会作为征答这个命题的奖金,并且规定奖金在100年内有效,直到公元2007年为止。

到20世纪60年代中期,数学家才把证明推进到n=619。1976年,解决到n=100000。据1978年的报道,已证到当n小于125000(以及是它们的倍数)时,命题是成立的……

直到1995年,英国数学家怀尔士最终证明了费尔马的这个猜想,使这个300多年的难题彻底解决了。

怀尔士是个沉默寡言的人,非常刻苦,他的这项成果是经过10年的几乎和外界隔绝的埋头研究取得的。

(知困)  

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