就憑開創類域論這一項成就,高木貞治就足以站在這個位置。
類域論是現代數論的中心,研究數域上阿貝爾擴張的理論,如今已經滲透到數學各個分支,構造類域的世紀難題,依然是當今數學的最重要的中心之一。
高木貞治是日本現代數學最重要的開創者和祖師爺,早年遊學德國,迴日本後培育了整整一代的日本數學家!可以說,高木貞治大師是現代日本數學的真正意義上的開創者。
高木貞治的偉大成就,經他教育傳承下,奠定了日本代數,數論學派的深厚傳統,時至今日,日本仍然是世界抽象代數、代數數論研究的重鎮。
高木貞治知道阿貝爾的擴張論,對伽羅瓦解釋數域的擴張,和高次方程無解的理論都有很大的幫助。
阿貝爾擴張是一類重要的域擴張,設k是域f的伽羅瓦擴域,若其伽羅瓦群g(k\/f)為一阿貝爾群,則稱此擴張為阿貝爾擴張,此時,k稱為f上阿貝爾擴域。
但高木貞治認為,屬於的擴張可以已經基本的算數運算,在算數運算的擴張可以看看數字可以飽滿到什麽程度。
高木貞治對小平邦彥說:“人類是怎麽定義數字的?會不會不講究啊!”
小平邦彥說:“你指的是自然數?那皮亞諾公理不是從新定義了嗎?規範了呀。”
高木貞治說:“隻能說自然數或者是整數還勉強的符合群論或者環論的一些東西,其他的小數、無理數、超越數恐怕就難以用群、環、或者交換環或者是伽羅瓦的擴張來得到了,來自人的靈性而已嗎?”
小平邦彥說:“發現如此之多的數學工具,不就是為了重新規範這些已經存在的有用的各種數字嘛,這點類也受不起?”
高木貞治說:“如果是1用皮亞若公裏擴展到自然數,在加個加法交換性得到負數,乘法交換性和商群得到小數,然後加個i擴展到複數。但來個非交換的矩陣,說實話,不太能吃得消。你說一下,你頂得住非交換的東西嘛?”
小平邦彥說:“但數學中普遍存在呀!”
高木貞治說:“任何一個人都不喜歡不對稱的,也不喜歡非交換的,所謂此刻的非交換,也隻是為了下一次的巨大的交換做準備的,所以任何一種域,都可以用阿貝爾擴張出來。”
小平邦彥說:“胡說,你喝多了吧!”
高木貞治說:“非但沒有,我還要跟你死磕到底,咱們要來個這個世界上有沒有非交換的東西來掰扯一下。”
小平邦彥說:“有非交換的,很多矩陣就是。”
高木貞治說:“幼稚,那些矩陣我可以還原出一些原型,改造成可以交換的易如反掌。”高木貞治開始寫出了一個矩陣,然後再周圍加了一圈零。對小平邦彥說:“你看看,這不就改造成交換的了嗎?”
小平邦彥說:“你加了0,那就不是原來的矩陣了。”
高木貞治解釋道:“誰說的?你眼裏就是什麽2乘2階,3乘3階矩陣。那是你每看透,都是無窮階的,其中隻有2乘2階,3乘3階有非零的數字,其他都是0而已,每個矩陣階數相等,都是無窮乘無窮階的。”
小平邦彥說:“你太突破傳統了,我不太能接受你那個所謂的簡寫0的矩陣這個說法,即使你耍賴,我還能找到很多的非交換的東西。”
高木貞治笑說:“一樣的,即使是操作模仿,我也能把模仿弄成個其他東西,即使旋轉三角形那些,也是一樣,我都可以給你變變。最終你發現,你找不到非交換的東西。”
小平邦彥說:“照你這麽說,數學都是交換的,豈不是更容易統一了?大喜事呀!”
高木貞治說:“不完全對,即使世界上任何一個東西都是由一個簡單的元交換出來的,但是這個交換過程極其繁瑣,是一大堆的邏輯符號,就算用範疇論的語言都需要寫好幾頁呢。”
小平邦彥無語:“那還不如非交換呢,把非交換弄簡單點,不也可以操作嘛!”
阿貝爾感覺到,關於數論中同餘的問題,往往就會關聯有限群。
這是不可避免的。
隻要以規範,就會讓其得到大麵積驚人的使用。
比如二律互反等一類的數論問題,在有限域這種地方也能用得著。
那麽近下來,讓大家接受有限數域,就是最終於的問題了。
對於此,阿貝爾擴張就是關於這個問題的研究的,同時後人有循環擴張、分圓擴張及庫默爾擴張。
對於分圓擴張,克羅內克發展了克羅內克的青春夢。
而高木貞治,解決了克羅內克青春夢猜想。
類域論就是研究怎樣用k的元素來描述k的所有阿貝爾擴張的問題。
1920年日本數學家高木貞治完成了類域論的最早突破:對於每個擴張k,都對應k中的一個對象t(k),即k的理想類群在某一等價關係之下的一個等價類。
高木描述了這些t(k)的集合,而且每一個t(k)都刻劃k的唯一的阿貝爾擴張k,並且k的代數及算術性質可由t(k)直接推出。
對這個漂亮的定理,高木給出的證明非常繁複,中間還要用到解析的方法,但其中起主要作用的是定義狄利克雷l級數。
之前幾百年,高斯發現了二次互反律的多種證明。
1920年,高木貞治發展了關於數域的阿貝爾擴張理論,和類域論。
後來阿廷發現了阿廷互反律。
從中發現了在數論、群論和代數幾何之間的相互聯係。
同餘代數,對於橢圓曲線與模形式。
而模形式對應艾森斯坦級數。
所以二律互反對於級數,一般級數使用狄利克雷的l級數來表示的。
阿廷就發現了這個東西,後來推廣到阿廷互反律。
類域論是現代數論的中心,研究數域上阿貝爾擴張的理論,如今已經滲透到數學各個分支,構造類域的世紀難題,依然是當今數學的最重要的中心之一。
高木貞治是日本現代數學最重要的開創者和祖師爺,早年遊學德國,迴日本後培育了整整一代的日本數學家!可以說,高木貞治大師是現代日本數學的真正意義上的開創者。
高木貞治的偉大成就,經他教育傳承下,奠定了日本代數,數論學派的深厚傳統,時至今日,日本仍然是世界抽象代數、代數數論研究的重鎮。
高木貞治知道阿貝爾的擴張論,對伽羅瓦解釋數域的擴張,和高次方程無解的理論都有很大的幫助。
阿貝爾擴張是一類重要的域擴張,設k是域f的伽羅瓦擴域,若其伽羅瓦群g(k\/f)為一阿貝爾群,則稱此擴張為阿貝爾擴張,此時,k稱為f上阿貝爾擴域。
但高木貞治認為,屬於的擴張可以已經基本的算數運算,在算數運算的擴張可以看看數字可以飽滿到什麽程度。
高木貞治對小平邦彥說:“人類是怎麽定義數字的?會不會不講究啊!”
小平邦彥說:“你指的是自然數?那皮亞諾公理不是從新定義了嗎?規範了呀。”
高木貞治說:“隻能說自然數或者是整數還勉強的符合群論或者環論的一些東西,其他的小數、無理數、超越數恐怕就難以用群、環、或者交換環或者是伽羅瓦的擴張來得到了,來自人的靈性而已嗎?”
小平邦彥說:“發現如此之多的數學工具,不就是為了重新規範這些已經存在的有用的各種數字嘛,這點類也受不起?”
高木貞治說:“如果是1用皮亞若公裏擴展到自然數,在加個加法交換性得到負數,乘法交換性和商群得到小數,然後加個i擴展到複數。但來個非交換的矩陣,說實話,不太能吃得消。你說一下,你頂得住非交換的東西嘛?”
小平邦彥說:“但數學中普遍存在呀!”
高木貞治說:“任何一個人都不喜歡不對稱的,也不喜歡非交換的,所謂此刻的非交換,也隻是為了下一次的巨大的交換做準備的,所以任何一種域,都可以用阿貝爾擴張出來。”
小平邦彥說:“胡說,你喝多了吧!”
高木貞治說:“非但沒有,我還要跟你死磕到底,咱們要來個這個世界上有沒有非交換的東西來掰扯一下。”
小平邦彥說:“有非交換的,很多矩陣就是。”
高木貞治說:“幼稚,那些矩陣我可以還原出一些原型,改造成可以交換的易如反掌。”高木貞治開始寫出了一個矩陣,然後再周圍加了一圈零。對小平邦彥說:“你看看,這不就改造成交換的了嗎?”
小平邦彥說:“你加了0,那就不是原來的矩陣了。”
高木貞治解釋道:“誰說的?你眼裏就是什麽2乘2階,3乘3階矩陣。那是你每看透,都是無窮階的,其中隻有2乘2階,3乘3階有非零的數字,其他都是0而已,每個矩陣階數相等,都是無窮乘無窮階的。”
小平邦彥說:“你太突破傳統了,我不太能接受你那個所謂的簡寫0的矩陣這個說法,即使你耍賴,我還能找到很多的非交換的東西。”
高木貞治笑說:“一樣的,即使是操作模仿,我也能把模仿弄成個其他東西,即使旋轉三角形那些,也是一樣,我都可以給你變變。最終你發現,你找不到非交換的東西。”
小平邦彥說:“照你這麽說,數學都是交換的,豈不是更容易統一了?大喜事呀!”
高木貞治說:“不完全對,即使世界上任何一個東西都是由一個簡單的元交換出來的,但是這個交換過程極其繁瑣,是一大堆的邏輯符號,就算用範疇論的語言都需要寫好幾頁呢。”
小平邦彥無語:“那還不如非交換呢,把非交換弄簡單點,不也可以操作嘛!”
阿貝爾感覺到,關於數論中同餘的問題,往往就會關聯有限群。
這是不可避免的。
隻要以規範,就會讓其得到大麵積驚人的使用。
比如二律互反等一類的數論問題,在有限域這種地方也能用得著。
那麽近下來,讓大家接受有限數域,就是最終於的問題了。
對於此,阿貝爾擴張就是關於這個問題的研究的,同時後人有循環擴張、分圓擴張及庫默爾擴張。
對於分圓擴張,克羅內克發展了克羅內克的青春夢。
而高木貞治,解決了克羅內克青春夢猜想。
類域論就是研究怎樣用k的元素來描述k的所有阿貝爾擴張的問題。
1920年日本數學家高木貞治完成了類域論的最早突破:對於每個擴張k,都對應k中的一個對象t(k),即k的理想類群在某一等價關係之下的一個等價類。
高木描述了這些t(k)的集合,而且每一個t(k)都刻劃k的唯一的阿貝爾擴張k,並且k的代數及算術性質可由t(k)直接推出。
對這個漂亮的定理,高木給出的證明非常繁複,中間還要用到解析的方法,但其中起主要作用的是定義狄利克雷l級數。
之前幾百年,高斯發現了二次互反律的多種證明。
1920年,高木貞治發展了關於數域的阿貝爾擴張理論,和類域論。
後來阿廷發現了阿廷互反律。
從中發現了在數論、群論和代數幾何之間的相互聯係。
同餘代數,對於橢圓曲線與模形式。
而模形式對應艾森斯坦級數。
所以二律互反對於級數,一般級數使用狄利克雷的l級數來表示的。
阿廷就發現了這個東西,後來推廣到阿廷互反律。