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数学(算数)・素数にまつわる話題から、やや専門的な「整数論」「数論幾何学」「代数幾何学」のような話題。「フェルマーの最終定理」、「ポアンカレ予想」の解決の「証明」の理解など、夏休みの研究の話題など、小中高から一般までの話題、「ABC予想」、「リーマン予想」の周辺など 「志村多様体」「保形表現」

あの頃 数学 整数論(志村理論)を知る 「数を読む」

数学(算数)・素数にまつわる話題から、やや専門的な「整数論」「数論幾何学」「代数幾何学」のような話題。「フェルマーの最終定理」、「ポアンカレ予想」の解決の「証明」の理解など

感動!「350年の難問解決! フェルマーの最終定理」 1995年2月13日( 数学[整数論])

感動!「350年の難問解決! フェルマーの最終定理」 1995年2月13日( 数学[整数論]) 

フェルマーの最終定理 の歴史 (証明までの流れ)


概要
定理の主張は非常に簡単であり、

「方程式 xのn乗+yのn乗=zの乗 が n≧3 の場合、 x,y,zは0でない自然数の解を持たない」
というものである。

この定理が産声を上げたのは17世紀。フランスの数学者ピエール・ド・フェルマーが、彼の愛読書である『算術』(ディオファントス著)の余白に書き込んだメモがきっかけである。 さらに、

私はこの定理について真に驚くべき証明を発見したが、ここに記すには余白が狭すぎる。
とのコメントが記してあった。まるで誰かがそのメモを見ることを予想していたかのように。

『算術』の余白には他にも様々な定理が証明無しで記してあり、彼の死後、遺品を整理していた遺族によって発見され、これらのメモ書き付きで再販された。その後、何人もの数学者によってそれらの定理に証明が与えられていったが、最後まで残ってしまったのがこの定理である。証明は困難を極め、いつしかこの定理はフェルマーの「最終」定理と呼ばれるようになった(この時点では未証明だったので「フェルマー予想」と呼ばれることもあったが、フェルマーが証明したという伝説にちなんで『定理』と呼ばれていた)。

この定理が証明されるまでに、実に350年以上もの歳月を必要とした。

証明したのはイギリスの数学者、アンドリュー・ワイルズである。この為、現在ではワイルズの定理、あるいはフェルマー・ワイルズの定理とも呼ばれる。ワイルズはフェルマー以降に発見された定理や、当時最新の定理を用いてこの難題に対抗。350年もの長い間、多くの数学者を悩ませ続けてきたモンスターも、1995年にようやく沈黙したのである。

ちなみに“n=2”の場合に等式が成り立つ条件について述べたのは、所謂ピタゴラスの定理(三平方の定理)である。

証明の歴史
<1670年>

全ての元凶 フェルマーの死後、彼の息子が遺品整理の際にフェルマーの注釈(最終定理は48個中2番目)を含めたディオファントスの「算術」(親父が証明したって言ってるけどその証明が残ってない定理一覧)を出版する。

またこの時、フェルマー自身はn=4の時についての証明を書き残していた。

<1770年>

レオンハルト・オイラーがn=4を簡略化し、そこに虚数(二乗すると-1になる数)を使いn=3の時の証明に成功する。

そして、その解法はそれぞれの倍数についても同様に成り立つ為 「全ての素数が成り立たないことを証明する」事でフェルマーの最終定理を証明できるとした。

<1823-1847年>

ソフィ・ジェルマンが「フェルマーの定理が成り立つ時は、x,y,zのいずれかがnで割り切れなければならない」と証明(ソフィ・ジェルマンの定理)

ペーター・グスタフ・ディリクレとアドリアン・マリー・ルジャンドが、ソフィ・ジェルマンの定理を用いてn=5の時の証明に成功し、ディリクレは「n=14」の時についても証明する。(後にガブリエル・ラメが「n=7」の時の証明に成功する)

そして、1847年に、業を煮やした数学界が「フェルマーの最終定理」に懸賞金を付ける。

これにガブリエル・ラメとオージュスタン=ルイ・コーシーが競い合って証明を完成させようとするが、証明方法の致命的な欠陥をエルンスト・クンマーに指摘され、断念。

クンマー がその欠陥を直した「ぼくのかんがえたさいきょうのかず」(理想数)を提案するが、同時に「この方法(理想数)を用いてもフェルマーの最終定理は証明できない」とも結論付けた。

(懸賞金はクンマーが受け取った)

<1955年>

志村五郎が、友人谷山豊の発想を元に「全ての楕円曲線とモジュラー形式は、ゼータ関数が一致するのではないか」(谷山・志村予想)と提唱し、ラングランズ哲学の観点から注目される。

(ようするに、全然分野の違う二つの数式が似てるけど、もしかしたら繋がってるんじゃないか?という予想)

※ラングランズ哲学・・・全ての物には数学的な規則性や必然性があり、実は全部深い所でつながってるんじゃないの?という考え
※(谷山・志村予想)は、専門家の間では、今は、「志村予想」である。

<1984年>

ゲルハルト・フライが「フェルマーの最終定理を変形させると楕円方程式の形になる」

そして「その変形させた楕円方程式は谷山=志村予想を満たさない」と発表

その後、ジャン・ピエール・セールによって定型化される(フライ・セールのイプシロン予想)

<1986年>
ケン・リベットが「フライ・セールのイプシロン予想」を証明する

これを整理すると

・谷村志村予想は楕円曲線とモジュラー形式がゼータ関数でラングランズ哲学がフライセールのイプシロン予想で

フェルマーの最終定理のx,y,zに正解があるとすれば、谷山=志村予想は満たされない(谷山=志村予想は間違っている)

言い換える(対偶をとる)と、谷山=志村予想が正しいと証明されれば、フェルマーの最終定理のx,y,zを満たす自然数の解は存在しない。

つまり、谷山・志村予想が正しいと証明出来れば、フェルマーの最終定理も証明出来るということになる。

<1993年>

6月23日

当時、岩沢理論における楕円曲線のゼータ関数の一部の証明に成功し、プリンストン大学の教授だったアンドリュー・ワイルズが、ケンブリッジのニュートン研究所の講演会で、証明に成功したと発表。

世間は大騒ぎになるが、のちの論文の審査で欠陥が見つかる。

当初はこの欠陥について、秘密裏に修復しようと沈黙していたが、論文の審査結果も論文自体も公表されないために、世間が混乱する。

<1994年9月19日>
ワイルズ「もう諦めよう…最後に岩澤理論を見直してみ…………!!!!」 
(本人曰く「夢じゃないかと思うような素晴らしい証明」が頭に浮かんだという」) 
(※ 1994年10月に新しい証明を発表。)

<1995年2月13日>
ワイルズの証明に不備がないことが確認され、330年もの歴史に決着がついた。

(※ 1995年のAnnals of Mathematics誌において出版し、その証明は、1995年2月13日に誤りがないことが確認され、360年に渡る歴史に決着を付けた。)
悪魔の証明
この証明は、300年以上もの間証明されなかったことから悪魔の証明とも呼ばれた。

といっても「証明するのが原理的に不可能」という意味の悪魔の証明ではなく、「数々の数学家を地獄に落とした」という経歴がそう呼ばせるのである。

1847年、クンマーが「現代の数学では不可能」と結論付けてから、1984年にフライ=セール予想が発表され具体的な証明方法が見つかるまでの間も、もちろんこの証明に挑戦する数学家たちは多かった。

特に1900年代に、大富豪ヴォルフスケールが10万マルク(日本円で十数億円)という莫大な懸賞金をこの定理の証明にかけた為、フェルマーの最終定理ブームが起こったほどである。

…がしかし、歴史的に見ても、もちろん証明されていないどころか、特にコレといった発見すらない。

つまり「まったくの無駄な時間」を、この問題に挑戦させた多くの人々に味合わせたのである。

無論、未解決問題の証明には長い長い時間を要する。5年10年では足りないだろう。

だがもし、人生の中の10年という時間をこの問題の証明に費やしても成果が出なかったらどうなるか?

答えは決まって「もっとのめりこむ」のであった。だってすでに10年もの歳月を使ってしまったのだから……。

証明しなければ報われない……だがしかし、証明さえすればこの10年は無駄ではなかった!それどころか十数億!さらには数学界における永遠の栄誉まで手に入る!

…そう信じて、死の直前まで理想を抱いたまま倒れたものがどれだけいただろうか……。

そして、このブームに乗っかったのは数学素人の方が多かったとも言われている。

理由は、この問題の悪魔的要素の一つである「理解のしやすさ」である。

難しい専門用語もなく、理解しがたい数式も無い、たった一行の数式を証明するだけである為に「もしかしたらできちゃうんじゃ」と勘違いする人間が数多く存在した。

さらに、フェルマーの一言「真に驚くべき証明」という言葉から「小難しい理論なんて必要じゃないんじゃない? ひらめき一発で解けるような、そんな問題なんじゃないか?」と勘違いを起こさせた。

実際に、数学者達は「誰も解けてないんだから無理だろう」と諦め、まともに取り組もうとしなかったが、一般人はそうは思わず、一人また一人と地獄送りへなっていった……フェルマー…恐ろしい子…!

一方で、この問題の証明を夢見て数学者の道を志した人間も少なくなく、多くの若者を数学の世界に招き入れたという正の側面も存在する。

最終的に証明に成功したアンドリュー・ワイルズもまた、そういった若者の一人であったのだが、数多の天才が敗れていったこの問題に手を出すことを恩師のジョン・コーツに止められ、数学者になってからしばらくは別の研究を続けていた。

……が、自身の専門分野である楕円曲線の研究がフェルマーの最終定理の内容と繋がることに気付き、それをきっかけにこの問題の証明へとのめり込んでいくいことになる。

ワイルズはこの証明に挑戦するために自室に引きこもり、講義や生徒指導など最低限の仕事しかこなさなくなったと言われている。

それどころか、定期的な発表会でさえ他の研究をしていなかったワイルズは未発表の論文を限りなく薄めて引き延ばすという方法をとり、時間を稼いでいた。

当然、彼の評価は「まともに仕事をしない」「大した成果を出さない」と、失墜していき、同僚からは「人が変わったように無能になった」と言われていた。

そんな生活を、彼は7年も続けていた。彼もまた、もしも結果が出ていなければ、一生を台無しにする所だったのかもしれない…。

(因みに、ヴォルフスケールの懸賞金はワイルズが受け取ったが、当時十数億円と言われた懸賞金は、世界大戦によるハイパーインフレにより500万円ほどの価値であった)
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フェルマーの最終定理(フェルマーのさいしゅうていり、Fermat's Last Theorem)とは、3 以上の自然数 n について、(xのn乗) + (yのn乗) = (zのn乗) となる自然数の組 (x, y, z) は存在しない、という定理のことである。フェルマーの大定理とも呼ばれる。フェルマーが驚くべき証明を得たと書き残したと伝えられ、長らく証明も反証もなされなかったことからフェルマー予想とも称されたが、フェルマーの死後360年経った1995年にアンドリュー・ワイルズによって完全に証明され、ワイルズの定理あるいはフェルマー・ワイルズの定理とも呼ばれるようになった。
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フェルマーの最終定理 【著者】サイモン•シン(青木薫 訳) 【発行】新潮社(新潮文庫) / 「解決!フェルマーの最終定理 現代数論の軌跡」加藤和也著、日本評論社

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文系用読者:「教育者」としてのあの頃の感覚として読む
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フェルマーの最終定理 【著者】サイモン•シン(青木薫 訳) 【発行】新潮社(新潮文庫)

整数に関する問題は、問題を理解するのはやさしいが解くのはとてつもな く難しいことが多い。この本の表題ともなっている「フェルマーの最終定理」 の証明もそのような整数問題の1つであり、アマチュア・プロを問わず 300 年もの間、多くの数学者の挑戦を退けてきた問題である。1995 年最終的に 証明を成し遂げた勝者はアンドリュー・ワイルズという数学者であった。し かし、その証明への取り組みは試練に満ちており、7年間の隠密行動、そし て1度は証明できたと発表して、その後証明に穴があることがわかり1年余 りの間、公にさられた状態での穴埋め作業の末ようやく証明完了というドラ マが書かれています。谷山、志村、岩澤、肥田といった日本人数学者もからみ、困難な問題にチャレンジする人間模様を描いた物語として、一読を。

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理系用読者:「数学者」としてのあの頃の感覚として読む
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【書名】「解決!フェルマーの最終定理 現代数論の軌跡」加藤和也著、日本評論社
( フェルマーの大定理が解けた!―オイラーからワイルズの証明まで (ブルーバックス) 足立恒雄著 新書 )
( フェルマーの大定理―整数論の源流 (ちくま学芸文庫) 足立恒雄著 )
( フェルマーの最終定理 文庫 フェルマーの最終定理 (新潮文庫) サイモン シン(著), 青木 薫 (翻訳) )
 

1993年6月23日に、プリンストン大学のA.ワイルスが、フェルマーの最終定理の証明を宣言し、その後、証明の不備が見つかり、1年以上に苦考の末、1994年9月19日にその修正に成功したこの期間に、著者が証明の解説として数学セミナー読者向けに書いたものを集めたものである。厳密性はないが、極力丁寧に、正確に伝えようとする、著者の誠実さと、理解の深さが伝わってくる。原論文の 1. A. Wiles; Modular elliptic curves and Fermat's last theorem, 2. R. Taylor, A. Wiles; Ring theoretic properties of certain Heck algebras にも、整数論にも、非常に惹きつけられる内容だった。購入時にも読んだと思われるが、詳しく覚えていないところをみると、理解しようとはしていなかったのかもしれない。むろん、今回も十分な時間をかけて読んだとは言えないが。

以下は備忘録

「砂田利一『基本群とラプラシアン、幾何学における数論的方法』」(p.37)「ワイルス『ぼくは、フライとリベットの結果を知ったとき、風景が変化したことに気がついた。(中略)この時まで、フェルマの最終定理は、何千年間もそのまま決して解かれることがなく数学がほとんど注目することがない数論の他の[散発的かつ趣味的な]ある種の問題と同じようなものに見えていた。フライとリベットの結果によって、フェルマの最終定理は、数学が無視することのできない重要な問題の結果という形に変貌したのだ。(中略)ぼくにとって、そのことは、この問題がやがて解かれるであろうと言うことを意味していた』」(p.67)「清水英夫著『保型関数I, II, III』、志村五郎著『Introduction to the theory of automorophic functions』、Knapp『Elliptic curves』、河田敬義著『数論I, II, III』、藤崎源二郎・森田康夫・山本芳彦著『数論への出発』、上野謙爾著『代数幾何学入門』、J.H.シルヴァーマン・J.テイト著(足立恒雄〔ほか〕訳)『楕円曲線論入門』、土井公二/三宅敏恒著『保型形式と整数論』、肥田晴三著『Elementary theory of L-functions and Eisenstein series』、吉田敬之著『保型形式論: ─現代整数論講義─』、N.コブリンツ著(上田勝〔ほか〕訳)『楕円曲線と保型形式』」(p.123,4)「田口雄一郎さんの手紙に『Deligne さんの家はこの道の始まりのところ、森の入り口にあります。Deligne さんといへども、森羅万象の真理の最奥に至る道のほんの入口のところにゐるに過ぎないといふ、これは自然による卓抜な比喩であると思われます。ところが、恐ろしいことに彼の子供たちは毎日この道を通って森のむかうの学校に通ってゐるらしいのです。』とありました。フェルマーからの350年は大進歩でしたが、人類が続いてゆけば、それは今後何千年の数学の序曲であり、何段も何段も自然の深奥への新しい段階があることでしょう。」(p.239)「ガウス『どのように美しい天文学上の発見も、高等整数論が与える喜びには及ばない』ヒルベルト『数論には古くからの問題でありながら、今日も未解決のものが少なくない。その意味で、多くの神秘を蔵する分野であるが、他方、そこで展開される類体論のような、世にも美しい理論がある』」(p.245)「岩澤健吉『代数体と、有限体上の一変数関数体は、どこまでも似ていると信じてよい』」(p.246)「志村五郎は『整数論いたる所ゼータ関数あり』と述べたが今その言葉に『ゼータ関数のある所 岩澤理論あり』と続けて考えたい」(p.261)『ゼータ関数のある所 肥田理論あり』ともいえる。


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「フェルマーの最終定理」を理解したい人(参考 書籍紹介)

N.コブリンツ著(上田勝〔ほか〕訳)『楕円曲線と保型形式』
土井公二/三宅敏恒著『保型形式と整数論』
志村五郎著『Introduction to the theory of automorophic functions』
J.H.シルヴァーマン・J.テイト著(足立恒雄〔ほか〕訳)『楕円曲線論入門』
Knapp『Elliptic curves』
河田敬義著『数論I, II, III』
藤崎源二郎・森田康夫・山本芳彦著『数論への出発』
上野謙爾著『代数幾何学入門』
肥田晴三著『Elementary theory of L-functions and Eisenstein series』
清水英夫著『保型関数I, II, III』
吉田敬之著『保型形式論: ─現代整数論講義』
砂田利一著『基本群とラプラシアン、幾何学における数論的方法』

原論文の
 1. A. Wiles; Modular elliptic curves and Fermat's last theorem, 
 2. R. Taylor, A. Wiles; Ring theoretic properties of certain Heck algebras


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やや専門的な内容

Number Theory and Automorphic Forms 整数論と保型形式
http://www.kurims.kyoto-u.ac.jp/~kyodo/kokyuroku/contents/689.html

整数論サマースクール 「志村多様体とその応用」

https://www.ms.u-tokyo.ac.jp/~abenori/conf/20150817.html

整数論サマースクール 「保型形式のリフティング」プログラム

http://www.sci.kumamoto-u.ac.jp/~narita/ss2011_proceedings.pdf

整数論サマースクール報告集 「楕円曲線とモジュラー形式の計算」

http://ntw.sci.u-toyama.ac.jp/ss2017/

整数論サマースクール「多重ゼータ値」

http://www.ist.aichi-pu.ac.jp/~tasaka/ss2018/index.html

整数論札幌夏の学校 肥田晴三教授(UCLA)による講義を中心
https://core.ac.uk/download/pdf/42026066.pdf
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研究計画 あの頃考えていたこと(学問編) 数学 整数論(志村理論)を知る 「数を読む」




ワイルズによるフェルマー予想の解決にも岩澤理論は大きな役割を果たした。 また、これ以外にも日本人数学者の結果が大きく寄与している。例えば、 肥田(晴三)の理論が有効に用いられたし、解決への道筋は谷山・志村予想を 経由するものであった。 
「谷山=志村予想」は、「志村予想」だった! 先生の「誠実さ、優しさ」
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以下、数学の学習テーマ?の予想?

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整数論サマースクール「多重ゼータ値」
整数論サマースクール「楕円曲線とモジュラー形式の計算」
整数論サマースクール「保型形式のp進family入門」
整数論サマースクール「志村多様体とその応用」
整数論サマースクール 「非可換岩澤理論」
整数論サマースクール 「p 進簡約群の表現論入門」
整数論サマースクール 「Stark 予想」
整数論サマースクール 「保型形式のリフティング」
整数論サマースクール 「アーサー・セルバーグ跡公式入門」
整数論サマースクール 「l 進ガロア表現とガロア変形の整数論」
整数論サマースクール 「保型 L 函数」
整数論サマースクール 「種数の高い代数曲線と Abel 多様体」
整数論サマースクール 「Diophantine Equations」
整数論サマースクール 「Hilbert 保型形式」
整数論サマースクール 「基本群と Galois 表現」
整数論サマースクール 「岩澤理論」
整数論サマースクール 「概均質ベクトル空間」
整数論サマースクール 「ゼータ関数」
整数論サマースクール 「半整数ウェイトの保型形式」
整数論サマースクール 「代数群の整数論入門」
整数論サマースクール 「楕円曲線とその Arithmetic Moduli」
整数論サマースクール 「Siegel 保型形式入門」
整数論サマースクール 「Weil 表現入門」
整数論サマースクール 「等質空間と保型形式」
整数論サマースクール 「志村多様体と保型形式」
整数論サマースクール 「アイゼンシュタイン級数について」
・・・・・・
・整数論全般
加藤 和也, 斎藤 毅, 黒川 信重, 数論1(Fermatの夢と類体論), 岩波.
黒川 信重, 斎藤 毅, 栗原 将人, 数論2(岩沢理論と保型形式), 岩波.
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<数学の女王 「整数論 」 >数学者・志村五郎はなぜ東大を去ったか? 丸山眞男~戦後進歩的知識人との決別の理由/志村理論の始まりは・・・「すべての楕円曲線はモジュラーである」
http://playmath.seesaa.net/article/465817414.html

東大受験必読、数学者・志村五郎の遺した言葉 (ちくま学芸文庫 「数学をいかに使うか」(2010)「数学の好きな人のために」(2012)「数学で何が重要か」(2013) そして「数学をいかに教えるか」(2014) の4冊)
http://math00ture.seesaa.net/article/465867467.html

<数学 「整数論」の世界的権威> 300年来の超難問証明に貢献、志村五郎氏死去 (志村五郎先生のご冥福を、お祈りいたします。)
http://math00ture.seesaa.net/article/465867150.html

数学者(整数論) 志村五郎氏死去 (谷山志村予想とフェルマーの最終定理 300年来の超難問証明に貢献) 2019年 5月3日

http://math00ture.seesaa.net/article/465863003.html

参考 2015年11月
NHK (今日、今晩放送! 全4回)数学ミステリー白熱教室 ラングランズ・プログラムへの招待 数学を統一する 数学の理論(特に対称性)の後!「楕円曲線」「表現論」「保型形式論」・・・
http://math00ture.blog.jp/archives/2822053.html
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ラングランズ・プログラム(英: Langlands program)は、代数的整数論におけるガロア群の理論を、局所体およびそのアデール上で定義された代数群の表現論および保型形式論に結び付ける非常に広汎かつ有力な予想網である。同プログラムは Langlands (1967, 1970) により提唱された。
ラングランズ・プログラム(英: Langlands program)は、日本の「志村五郎氏」による進展が大きい。
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参考

数学 「350年の難問解決! フェルマーの最終定理」 1995年2月13日( 数学[整数論]) 

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あの頃 数学 整数論(志村理論)を知る 「数を読む」

あの頃 数学 整数論(志村理論)を知る 「数を読む」 


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「数学者」としてのあの頃の感覚として読む(理系向き書籍)
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【書名】「解決!フェルマーの最終定理 現代数論の軌跡」加藤和也著、日本評論社
( フェルマーの大定理が解けた!―オイラーからワイルズの証明まで (ブルーバックス) 足立恒雄著 新書 )
( フェルマーの大定理―整数論の源流 (ちくま学芸文庫) 足立恒雄著 )
( フェルマーの最終定理 文庫 フェルマーの最終定理 (新潮文庫) サイモン シン(著), 青木 薫 (翻訳) )

 
1993年6月23日に、プリンストン大学のA.ワイルスが、フェルマーの最終定理の証明を宣言し、その後、証明の不備が見つかり、1年以上に苦考の末、1994年9月19日にその修正に成功したこの期間に、著者が証明の解説として数学セミナー読者向けに書いたものを集めたものである。厳密性はないが、極力丁寧に、正確に伝えようとする、著者の誠実さと、理解の深さが伝わってくる。原論文の 1. A. Wiles; Modular elliptic curves and Fermat's last theorem, 2. R. Taylor, A. Wiles; Ring theoretic properties of certain Heck algebras にも、整数論にも、非常に惹きつけられる内容だった。購入時にも読んだと思われるが、詳しく覚えていないところをみると、理解しようとはしていなかったのかもしれない。むろん、今回も十分な時間をかけて読んだとは言えないが。

以下は備忘録

「砂田利一『基本群とラプラシアン、幾何学における数論的方法』」(p.37)「ワイルス『ぼくは、フライとリベットの結果を知ったとき、風景が変化したことに気がついた。(中略)この時まで、フェルマの最終定理は、何千年間もそのまま決して解かれることがなく数学がほとんど注目することがない数論の他の[散発的かつ趣味的な]ある種の問題と同じようなものに見えていた。フライとリベットの結果によって、フェルマの最終定理は、数学が無視することのできない重要な問題の結果という形に変貌したのだ。(中略)ぼくにとって、そのことは、この問題がやがて解かれるであろうと言うことを意味していた』」(p.67)「清水英夫著『保型関数I, II, III』、志村五郎著『Introduction to the theory of automorophic functions』、Knapp『Elliptic curves』、河田敬義著『数論I, II, III』、藤崎源二郎・森田康夫・山本芳彦著『数論への出発』、上野健爾著『代数幾何学入門』、J.H.シルヴァーマン・J.テイト著(足立恒雄〔ほか〕訳)『楕円曲線論入門』、土井公二/三宅敏恒著『保型形式と整数論』、肥田晴三著『Elementary theory of L-functions and Eisenstein series』、吉田敬之著『保型形式論: ─現代整数論講義ー』、N.コブリンツ著(上田勝〔ほか〕訳)『楕円曲線と保型形式』」(p.123,4)「田口雄一郎さんの手紙に『Deligne さんの家はこの道の始まりのところ、森の入り口にあります。Deligne さんといへども、森羅万象の真理の最奥に至る道のほんの入口のところにゐるに過ぎないといふ、これは自然による卓抜な比喩であると思われます。ところが、恐ろしいことに彼の子供たちは毎日この道を通って森のむかうの学校に通ってゐるらしいのです。』とありました。フェルマーからの350年は大進歩でしたが、人類が続いてゆけば、それは今後何千年の数学の序曲であり、何段も何段も自然の深奥への新しい段階があることでしょう。」(p.239)「ガウス『どのように美しい天文学上の発見も、高等整数論が与える喜びには及ばない』ヒルベルト『数論には古くからの問題でありながら、今日も未解決のものが少なくない。その意味で、多くの神秘を蔵する分野であるが、他方、そこで展開される類体論のような、世にも美しい理論がある』」(p.245)「岩澤健吉『代数体と、有限体上の一変数関数体は、どこまでも似ていると信じてよい』」(p.246)「志村五郎は『整数論いたる所ゼータ関数あり』と述べたが今その言葉に『ゼータ関数のある所 岩澤理論あり』と続けて考えたい」(p.261)『ゼータ関数のある所 肥田理論あり』ともいえる。
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「教育者」としてのあの頃の感覚として読む(文系向き書籍)
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フェルマーの最終定理 【著者】サイモン•シン(青木薫 訳) 【発行】新潮社(新潮文庫)

整数に関する問題は、問題を理解するのはやさしいが解くのはとてつもな く難しいことが多い。この本の表題ともなっている「フェルマーの最終定理」 の証明もそのような整数問題の1つであり、アマチュア・プロを問わず 300 年もの間、多くの数学者の挑戦を退けてきた問題である。1995 年最終的に 証明を成し遂げた勝者はアンドリュー・ワイルズという数学者であった。し かし、その証明への取り組みは試練に満ちており、7年間の隠密行動、そし て1度は証明できたと発表して、その後証明に穴があることがわかり1年余 りの間、公にさられた状態での穴埋め作業の末ようやく証明完了というドラ マが書かれています。谷山、志村、岩澤、肥田といった日本人数学者もからみ、困難な問題にチャレンジする人間模様を描いた物語として、一読を。


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整数論サマースクール(詳細)
 
第1回『アイゼンシュタイン級数について』
1993年7月18日~7月21日、於 早稲田大学セミナーハウス(信濃追分)
世話人:伊吹山知義(阪大、理)、橋本喜一郎(早大、理工)
講演
保型形式と関数等式入門:上田 勝(奈良女子大、理)
アデールとカスプ入門:斎藤 裕(京大、人間環境)
p 進的 Eisenstein 級数について:小池 正夫(広大、理)
2次形式入門 I(Siegel 公式と Eisenstein 級数):荒川 恒男(立教、理)
2次形式入門 II(不定値2次形式と Eisenstein 級数):伊吹山 知義 (阪大、理)
L2(SL(2,R)/Γ) の離散スペクトルと保型形式 :高瀬 幸一(宮城教育大)
Eisenstein 級数の Fourier 展開について:久末 正樹(北大、理)
Eisenstein 級数と L 関数:菅野 孝史(広大、理)
GL(2) の trace formula:平賀 郁(京大、理)
Eisenstein 級数の諸相、特に Siegel-Weil 公式:高瀬 幸一(宮城教育大)
Higher Rank の Eisenstein series:池田 保(京大、理)
等質空間の Eisenstein 級数:広中 由美子(信州大、理)
 
第2回『志村多様体と保型形式 』
1994年7月15日~7月18日、於 三重県一志郡美杉村美杉ビレッジ 
世話人:池田 保(京大、理)、斎藤 裕(京大、人間環境)
講演
Abel 多様体とその虚数乗法:池田 保(京大、理)
Automorphic L-function:池田 保(京大、理)
Introduction to Shimura Varieties:藤原 一宏(名大、理)
志村多様体の Hasse-Weil L-関数:今野 拓也(東大、数理)
Period Integral について:吉田 敬之(京大、理)
不連続群の cohomology 入門:織田 孝幸(東大、数理)
 
第3回『等質空間と保型形式 』
1995年7月24日~7月27日、於 長野県山形村「スカイランドきよみず」
世話人:佐藤 文広(立教、理)
講演
球等質空間・対称空間入門 I:動機、例と構造:佐藤 文広(立教、理)
球等質空間・対称空間入門 II:対称空間の有理点のカルタン分解 (p 進体の場合):広中 由美子(信州大、理)
球等質多様体上の調和解析入門:小林 俊行(東大、数理)
実調和解析と保型形式 :落合 啓之(立教、理)
Rankin-Selberg Method:基本的な例:高野 啓児(阪大、理)
保型 L 関数と Rankin-Selberg method II:球等質空間と Rankin-Selberg convolution:村瀬 篤(京都産業大、理)
Distinguished 表現と Langlands' functoriality:今野 拓也(東大、数理)
Functoriality for distinguished representations and the relative trace formula:宇澤 達(東北大、理)
 
第4回『Weil 表現入門』
1996年8月6日~8月10日、於 山梨県河口湖「セミナープラザロイヤルフジ」
世話人:荒川 恒男(立教、理)、高瀬 幸一(宮城教育大)
講演
Theta 級数の背景:高瀬 幸一(宮城教育大)
Reductive Lie Group の表現論入門:平賀 郁(京大、理)
Weil 表現の構成:木内 敬(京大、理)
Weil 表現と古典的 Theta 級数:高瀬 幸一(宮城教育大)
Reductive Dual Pair と Weil 表現(一方が compact の場合): 西山 享(京大、総合人間)
Dual Pair の分類:平賀 郁(京大、理)
G.Lion-M.Vergne 著「The Weil representation, Maslov index and Theta series」の紹介:荒川 恒男(立教、理)
Introduction to minimal representations:宇澤 達(東北大、理)
Howe duality の解説(noncompact case):松本 久義(東大、数理)
局所 Howe 予想の証明(p-進体の場合):渡部 隆夫(阪大、理)
Siegel-Weil の定理の概説:池田 保(京大、理)
付録、Weil constant の基本的性質:池田 保(京大、理)
院生デー講演
Symbolic Method 入門:吉川 慎二(阪大、理)
新谷-L 関数の q-analogue:上野 隆彦(中央大、理工)
佐藤-Tate 予想と symmetric power L-関数:松井 一(名大、多元数理)
O(1,m+1) 上の Eisenstein 級数について:平井 剛和(広大、理)
A Bound for the Ratio if Consecutive Eigenvalues of Laplacian for SL(2,Z):知念 宏司(神戸大、自然科学)
On Orbital Intagral:Maki Iisaka(トロント大)
Q 上定義された2次元 Abel 多様体の l 等分点のなす体の Galois 群に ついて:西来寺 文朗(阪大、理)
アフィン直線上の非 Galois な p 次不分岐被覆の構成について :菅沼 利行(中央大、理工)
標数 p の体上の代数曲線の (p,p)-Galois covering の、標数 0 の体上の 曲線の covering への lifting の構成について :伊藤 崇史(中央大、理工)
p-isogeny を持つ everywhere good な Q-curve の構成について :梅垣 敦紀(早稲田大、理工)

第5回『Siegel 保型形式 入門』
1997年7月14日~7月18日、於 山梨県山口湖「清風荘アネックス」
世話人:村瀬 篤(京都産業大、理)、広中 由美子(信州大、理)
講演
正則 Siegel 保型形式 入門 I:上田 勝(奈良女子大、理)
正則 Siegel 保型形式 入門 II :荒川 恒男(立教、理)
Sp(n,Z) の Eisenstein 級数:その初等的側面:水本 信一郎(東工大、理)
群上の保型形式 :村瀬 篤(京都産業大、理)
Hecke 環と L 関数(2次 Siegel 保型形式 を中心として) :菅野 孝史(金沢大、理)
無限積による保型形式 の構成:池田 保(京大、理)
保型表現に Galois 表現を対応させる問題について:今野 拓也(九大、理)
非正則な調和的保型形式 ”入門”:織田 孝幸(東大、数理)
A survey on the new proof of Saito-Kurokawa lifting after Duke and Imamoglu:伊吹山 知義(阪大、理)
院生の時間
Siegel space の Satake compactification :山田 信一郎(中央大)
ある (p,p)-拡大の Greenberg 予想について:山本 現(早稲田大)
重さ半整数の Jacobi form から重さ整数の保型形式 への対応 :横井 克俊(名大)
modular 関数の特殊値による正規族の構成について:伊藤 剛司(早稲田大)
多重ゼータ値の関係式について:大野 泰生(阪大)
Sp(2,R) 上の Whittaker 関数から構成される Poicare 級数 :作農 弘典(阪大)
目で見る p-進数:佐々木 透(中央大)

第6回『楕円曲線とその Arithmetic Moduli』
1998年7月13日~7月17日、於 山梨県山口湖「清風荘アネックス」
世話人:橋本 喜一朗(早稲田大学、理工)、百瀬 文之(中央大学、理工)
講演
複素楕円曲線:伊藤崇史(中央大、理工)
楕円曲線概論:梅垣敦紀(早稲田大、理工)
楕円曲線の reduction について:加川貴章(早稲田大、理工)
楕円曲線の有理点、等分点、同種写像 ... 過去から現在へ --何が知られているか--:小川裕之(阪大大学院、理学研究科)
楕円曲線の岩澤理論について:栗原将人(都立大、理学研究科)
一変数保型形式 入門:角皆宏(上智大、理工)
Hecke Operator 入門:村林直樹(山形大、理)
C上のモジュラー曲線:日比野剛士(早稲田大、 理工学総合研究センター)
モジュラー曲線の Canonical Model:志村真帆呂(早稲田大、理工)
モジュラー曲線をめぐるいくつかの話題:柳井裕道(愛知工大、基礎教育系)
Q-曲線入門:長谷川雄之(早稲田大、理工)
楕円曲線の Arithmetic Moduli 入門:青木昇(立教大、理)
暗号理論紹介
虚数乗法を用いた安全な楕円・超楕円暗号系の構成法: 側高幸治、趙晋輝(中大、理工電子工学)、辻井重男(中大、理工情報工学)
超楕円曲線に基づく離散対数問題と公開鍵暗号系: 川白弘人(中大、理工情報工学)
計算量的に難しい問題と公開鍵暗号系: 村上恭通、大岸聖史(京都工芸繊維大)
School のアルゴリズムの概要について: 金山直樹(早稲田大、理工)、堀内啓次(京都工芸繊維大)
Moduli of Q-curve and QM-abelian surface:百瀬文之(中大、理工)
参考文献について

第7回『代数群の整数論入門』
1999年7月14日~7月17日、於 早稲田大学セミナーハウス(信濃追分)
世話人:渡部隆夫(阪大、理)、橋本喜一郎(早大、理工)、広中由美子(早大、教育)
講演
代数群の定義と初等的性質:織田孝幸(東大、数理)
絶対ルート系:井海寿俊(東北大、理)
相対ルート系:加藤信一(京大、総合人間科学)
線形代数群の Galois cohomology:森下昌紀(金沢大、理)
古典群の構成と構造:村瀬篤(京都産業大、理)
代数群の分類:渡部隆夫(阪大、理)
代数体上の例外 Lie 環の構成と分類について:伊吹山知義(阪大、理)
アデール群と近似定理:山崎愛一(京大、理)
Group over Z:森山知則(東大、数理)
Shch(G) について:小野孝(Johns Hopkins 大)
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フェルマーの最終定理(フェルマーのさいしゅうていり、Fermat's Last Theorem)とは、3 以上の自然数 n について、(xのn乗) + (yのn乗) = (zのn乗) となる自然数の組 (x, y, z) は存在しない、という定理のことである。フェルマーの大定理とも呼ばれる。フェルマーが驚くべき証明を得たと書き残したと伝えられ、長らく証明も反証もなされなかったことからフェルマー予想とも称されたが、フェルマーの死後360年経った1995年にアンドリュー・ワイルズによって完全に証明され、ワイルズの定理あるいはフェルマー・ワイルズの定理とも呼ばれるようになった。
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やや専門的内容
http://www.kurims.kyoto-u.ac.jp/~kyodo/kokyuroku/contents/689.html

https://www.ms.u-tokyo.ac.jp/~abenori/conf/20150817.html

http://www.sci.kumamoto-u.ac.jp/~narita/ss2011_proceedings.pdf

http://ntw.sci.u-toyama.ac.jp/ss2017/

http://www.ist.aichi-pu.ac.jp/~tasaka/ss2018/index.html

https://core.ac.uk/download/pdf/42026066.pdf

ワイルズによるフェルマー予想の解決にも岩澤理論は大きな役割を果たした。 また、これ以外にも日本人数学者の結果が大きく寄与している。例えば、 肥田(晴三)の理論が有効に用いられたし、解決への道筋は谷山・志村予想を 経由するものであった。 
(世間では「谷山志村予想」だが、専門家の間では、「志村予想」である。)
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「フェルマーの最終定理」を理解したい人(参考 書籍紹介)

N.コブリンツ著(上田勝〔ほか〕訳)『楕円曲線と保型形式』
土井公二/三宅敏恒著『保型形式と整数論』
志村五郎著『Introduction to the theory of automorophic functions』
J.H.シルヴァーマン・J.テイト著(足立恒雄〔ほか〕訳)『楕円曲線論入門』
Knapp『Elliptic curves』
河田敬義著『数論I, II, III』
藤崎源二郎・森田康夫・山本芳彦著『数論への出発』
上野健爾著『代数幾何学入門』
肥田晴三著『Elementary theory of L-functions and Eisenstein series』
清水英夫著『保型関数I, II, III』
吉田敬之著『保型形式論: ─現代整数論講義』
砂田利一著『基本群とラプラシアン、幾何学における数論的方法』

原論文の
 1. A. Wiles; Modular elliptic curves and Fermat's last theorem, 
 2. R. Taylor, A. Wiles; Ring theoretic properties of certain Heck algebras
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論文集 (志村五郎)
Collected Papers. I: 1954-1965 (Hardcover ed.). Springer. (2002). ISBN 978-0-387-95406-6.
Collected Papers. II: 1967-1977 (Hardcover ed.). Springer. (2002). ISBN 978-0-387-95416-5.
Collected Papers. III: 1978-1988 (Hardcover ed.). Springer. (2003). ISBN 978-0-387-95417-2.
Collected Papers. IV: 1989-2001 (Hardcover ed.). Springer. (2003). ISBN 978-0-387-95418-9.
など
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以下、数学の学習テーマ?の計画?
「志村理論の研究」計画?

・・・・・・
整数論サマースクール「多重ゼータ値」
整数論サマースクール「楕円曲線とモジュラー形式の計算」
整数論サマースクール「保型形式のp進family入門」
整数論サマースクール「志村多様体とその応用」
整数論サマースクール 「非可換岩澤理論」
整数論サマースクール 「p 進簡約群の表現論入門」
整数論サマースクール 「Stark 予想」
整数論サマースクール 「保型形式のリフティング」
整数論サマースクール 「アーサー・セルバーグ跡公式入門」
整数論サマースクール 「l 進ガロア表現とガロア変形の整数論」
整数論サマースクール 「保型 L 函数」
整数論サマースクール 「種数の高い代数曲線と Abel 多様体」
整数論サマースクール 「Diophantine Equations」
整数論サマースクール 「Hilbert 保型形式」
整数論サマースクール 「基本群と Galois 表現」
整数論サマースクール 「岩澤理論」
整数論サマースクール 「概均質ベクトル空間」
整数論サマースクール 「ゼータ関数」
整数論サマースクール 「半整数ウェイトの保型形式」
整数論サマースクール 「代数群の整数論入門」
整数論サマースクール 「楕円曲線とその Arithmetic Moduli」
整数論サマースクール 「Siegel 保型形式入門」
整数論サマースクール 「Weil 表現入門」
整数論サマースクール 「等質空間と保型形式」
整数論サマースクール 「志村多様体と保型形式」
整数論サマースクール 「アイゼンシュタイン級数について」


・整数論全般
加藤 和也, 斎藤 毅, 黒川 信重, 数論1(Fermatの夢と類体論), 岩波.
黒川 信重, 斎藤 毅, 栗原 将人, 数論2(岩沢理論と保型形式), 岩波.

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このころ、注目していた「数学・数理」関係で注目していた人物

「数学者中心」に記述!

17世紀生まれの日本の数学者[編集]

関孝和* (1642?-1708) : 和算家、筆算による代数計算、行列式の導入

19世紀生まれの日本の数学者[編集]

菊池大麓 (1855-1917) : 数学科最初の日本人教授、のちに東京帝国大学総長
藤沢利喜太郎 (1861-1933) : 2人目の教授、数学教育、本格・応用両面の西欧数学移入
林鶴一 (1873-1935)
吉江琢児 (1874-1947)
高木貞治* (1875-1960) : 類体論、近世日本初の世界的数学者
藤原松三郎 (1881-1946) : 「日本数学史」ご進講
窪田忠彦 (1885-1952) : 幾何学
園正造 (1886-1969) : 代数学
小倉金之助 (1885-1962) : 数学史、随筆家
掛谷宗一* (1886-1947) : 連立積分方程式、掛谷の定理
竹内端三 (1887-1945) ; 『関数論』
辻正次 (1894-1960)
吉田洋一 (1898-1987) : 『零の発見』<岩波新書>
末綱恕一 (1898-1970) : 解析的整数論

20世紀生まれの日本の数学者[編集]

岡潔* (1901-1978) : 多変数複素関数論。 多くの随筆を残した。
中村幸四郎 (1901-1986) : 位相幾何学の導入、数学史
正田建次郎* (1902-1977) : 抽象代数学。 皇后美智子の伯父
岡村博 (1905-1948) : 微分方程式論
南雲道夫 (1905-1995) : 解析学
弥永昌吉 (1906-2006) : 整数論。 優れた多くの弟子を育てた。
吉田耕作* (1909-1990) : 関数解析学

角谷静夫 (1911-2004) : 不動点定理
矢野健太郎 (1912-1993) ; 微分幾何学。 多くの数学専門書・啓蒙書で知られる。
伊藤清* (1915-2008) : 確率微分方程式
小平邦彦* (1915-1997) : 代数幾何学
古屋茂 (1916-1996) : 解析学
岩澤健吉 (1917-1998) : 整数論。 岩澤理論
浦太郎 (1920- ) : 力学系の関数解析
溝畑茂 (1924-2002) : 解析学 偏微分方程式
倉西正武 (1924- ) : 複素解析
竹内外史 (1926- ) : 数理論理学
一松信 (1926- ) : 関数論
鈴木通夫 (1926-1998) : 群論
永田雅宜 (1927-2008) : 代数幾何学。ヒルベルトの第14問題を否定的に解決した。
谷山豊 (1927-1958) ; 整数論・複素解析。谷山・志村予想
森毅 (1928-2010) ; 関数空間の解析。 数学・教育についての多数のエッセイで知られる。
佐藤幹夫 (1928- ) ; 超関数、代数解析学の創始
久保田富雄 (1930- ) : 整数論
志村五郎 (1930- ) : 整数論。 谷山・志村予想  志村理論

広中平祐* (1931- ) : 代数幾何学
荒木不二洋 (1932- ) : 数理物理学、場の量子論の代数的構造論
土井公二 (1934- ) : 整数論。土井ー長沼のリフト (志村理論の伝道師) 
伊原康隆 (1938- ) : 整数論

足立恒雄 (1941- ) : 代数的整数論、数学史
飯高茂 (1942- ) : 代数幾何学
藤原正彦 (1943- ) : 専門は数論。 エッセイスト、『国家の品格』<新潮新書>
齋藤恭司 (1944- ) : 複素解析学
秋山仁 (1946- ) : 専門はグラフ理論。 テレビにも出演
柏原正樹 (1947- ) : 代数解析学。 佐藤幹夫の弟子。
佐々木力 (1947- ) : 数学史・科学史
吉田敬之(1947- ) : 整数論
砂田利一 (1948- ) : 大域解析学
石井志保子 (1950- ) : 代数幾何学

中村隆 (1951- ) : 統計学の数理
大沢健夫 (1951- ) : 多変数関数論
森重文* (1951- ) : 代数幾何学
神保道夫 (1951- ) : 代数解析学。 佐藤幹夫の弟子。
肥田晴三 (1952- ) : 整数論。(肥田理論)
加藤和也* (1952- ) : 整数論
黒川信重 (1952- ) : 数論
小玉英雄 (1952- ) : 宇宙物理学理論(高次元統一理論)
ピーター・フランクル (1953- 、ハンガリー) 国際数学オリンピック、大道芸
根上生也 (1957- ) : 位相幾何学的グラフ理論
深谷賢治 (1959- ) : 幾何学

宍倉光弘(1962- ) :力学系理論、複素関数論(ハウスドルフ次元が2、マンデルブロの予想を証明)
中島啓 (1962- ) : 幾何学
小林俊行 (1962- ) : 幾何学
隈部正博 (1962- ) : 数学基礎論
藤原一宏 (1964- ) : 数論幾何学
望月新一 (1969- ) : 数論幾何学 

////// 

現代数学の話題からモジュラー形式、保型形式の周辺の数学概念を一括して紹介する。

モジュラー形式 modular form

モジュラー群という大きな群についての対称性をもつ上半平面上の複素解析的函数。モジュラー

形式は、モジュラー群あるいは合同部分群のひとつを離散部分群として持つ SL2(R)(特殊線型

群)や PSL2(R)(射影特殊線型群)の上に定義された保型形式である。この意味では、保型形

式の理論はモジュラー形式の理論の拡張である。

モジュラー群 modular group
a, b, c, d を整数とし ad − bc = 1 としたとき、↦ (az + b) / (cz + d) が形作る複素上半平面

の一次分数変換の群である。作用の群は、写像の合成である。この変換群は、特殊射影線型群PSL(2, Zに同型であり、この群は整数上の 2-次元の特殊線型群 SL(2, Zをその群の中心 {I, I}で割った商である。言い換えると、PSL(2, Zは、a, b, c, d を整数とし ad − bc = 1 として、さ らに行列のペア と -A を同一視したときのすべての行列から構成される。群の作用は通常の 行列の積である。

モジュラー函数 modular function

重さ 、つまりモジュラー群の作用に関して不変であるモジュラー形式のこと。そしてそれゆ

えに、直線束の切断としてではなく、モジュラー領域上の函数として理解することができる。

また、「モジュラー函数」はモジュラー群について不変なモジュラー形式であるが、無限遠点

で f(zが正則性を満たすという条件は必要ない。その代わり、モジュラー函数は無限遠点では

有理型である。

モジュラー形式論は、もっと一般の場合である保型形式論の特別な場合であり、従って現在で

は、離散群の豊かな理論のもっとも具体的な部分であると見ることもできる。

保型形式 automorphic form

位相群 上で定義された複素数(あるいは複素ベクトル空間)値の函数で、離散部分群 Γ ⊂ 

作用の下に不変なもの。保型形式は、ユークリッド空間における周期函数(これは離散位相群と

しての 1次元トーラス上の函数と見なされる)を一般の位相群に対して一般化したもの。

アンリ・ポアンカレ (Henri_Poincaré) は、三角函数や楕円函数の一般化として、最初に保型形

式を発見した。ラングランズ予想を通して、保型形式は現代の数論で重要な役割を果たす。

ラングランズ・プログラム Langlands program は、代数的整数論におけるガロア群の理論を、
局所体およびそのアデール上で定義された代数群の表現論および保型形式論に結び付ける非常

に広汎かつ有力な予想網である。同プログラムは Langlands により提唱された。

非常に広い脈絡において、既存の概念を用いて、ラングランズプログラムは構築される。これ

には例えば、それより少し前にハリッシュ=チャンドラ と Gelfand が定式化していたカスプ形

式の哲学や、半単純リー群に関するハリシュ=チャンドラの手法及び結果、セルバーグの跡公

式などが含まれる。

初めこそ非常に新しかったラングランズの研究も、技術的に深められる中で、豊かに体系立っ

た仮説的な構造,いわゆる函手性を伴って数論との直接的な繋がりを提示するものとなった。

例えば、ハリッシュ=チャンドラの仕事において、半単純(あるいは簡約)リー群に対してで

きることは、任意の代数群に対してできるはずであるという原理を見ることができる。従って、

その手法というのは、既に知られていたモジュラ形式論における GL(2) や、後から認識される

ようになった類体論における GL(1) などの、ある種の低次元リー群が果たす役割を、少なくと

も一般に > 2 に対する GL(nについての考察を明らかにすることであるということができる。
 

リー代数が半単純であるとは単純リー代数(自分自身と0以外にイデアルを持たないような非可

換リー代数)の直和となる事をいう。

カスプ形式の概念の出所は、モジュラー曲線上のカスプのみならずスペクトル論においても

(アイゼンシュタイン級数からの連続スペクトルと対照を成す)離散スペクトルとも見ること

ができる。より大きなリー群に対してカスプ形式を考えることは、放物型部分群 の数が膨大に

なるため、より技巧的な扱いを要する。
こういった手法の何れにおいても技術的な近道となる方法はなく、しばしば本来帰納的でとり

わけレヴィ分解 に基づいているが、その分野は昔も今も非常に多くのことが要求される。

モジュラー形式の側からは、例えばヒルベルトモジュラー形式、ジーゲルモジュラー形式、テー

タ級数などの例があった。

(対象)ラングランズ関連の予想は無数にあり、さまざまな体上の様々な群に対するラングランズ予想 が、あるいは各体に対する様々な形のラングランズ予想が定式化される。ラングランズ予想の 中には、非常にあいまいな形であったり、存在もよく分からないラングランズ群や互いに同値 でない複数の定義を持つ L-群に依存した形になっていたりするようなものも存在する。そうし てさらに、ラングランズが1967年に最初に提示したものよりもラングランズ予想は深められて いった。 ラングランズ予想を述べることのできる様々に異なった種類の対象として、以下のものを挙げ ることができる:

局所体上で定義された簡約代数群の表現。局所体に含まれる体のクラスとして、アルキメデス 局所体(または C)、p-進局所体(Qの有限次拡大)、函数体の完備化(有限体上の形式

ローラン級数体 F((t)) の有限次拡大)がある。 大域体上で定義された簡約代数群上の保型形式。大域体に含まれる体のクラスには、代数体や 代数函数体が含まれる。

有限体

ラングランズ自身はこれを予想の範疇に含めてはいなかったが、ラングランズの予想のアナロ
ジーで有限体に対するものがある。
複素数体上の函数体のような、より一般の体。

(ラングランズ予想)ラングランズ予想の述べた方は様々に異なった方法があり、それらは密接に関連しているが、 それらの同値性については明らかなことではない。

(相互律)ラングランズプログラムの出発点は、二次の相互律を一般化したアルティンの相互律であると 考えられる。アルティンの相互律は、ガロワ群が可換であるような代数体のガロワ拡大に適用 して、L-函数をガロワ群の一次元表現に対応させ、さらにそれら L-函数がある種のディリクレL-級数やヘッケ指標から構成されるより一般の級数(つまり、リーマンゼータ函数のある種の 対応物)と同一視できることを主張するものである。これら種々の異なる L-函数の間の具体的 な対応が、アルティンの相互律を構成しているのである。 非可換なガロワ群やその高次元表現に対しても、L-函数は自然な方法で定義することができる (アルティン L-函数)。 ラングランズの考察は、アルティンの主張をより一般の仮定の下で定式化することを許すよう な、ディリクレ L-函数の真の一般化を求めることであった。

(保型形式論)
ヘッケは既に、ディリクレ L-函数を保型形式(の上半平面上で定義される正則函数である種 の函数等式を満たすもの)に関連付けていたが、ラングランズはそれを(有理数体 のアデー ル環 上で定義される一般線型群 GL(nAの無限次元既約表現の一種である)保型尖点表現に 対して一般化した。(のアデール環というのは、の任意の完備化を一斉に扱ったようなも のである)。
ラングランズは、保型 
L-函数をその保型表現に対応させ「任意のアルティンのL-函数が、代数 体のガロワ群の有限次元表現から生じることと、保型尖点表現から生じることとは等しい」と

予想した。これをラングランズの「相互律予想」という。一口に言えば、相互律予想は簡約代 数群の保型表現とラングランズ群からL-群への準同型との間の対応を与えるものである。この

相互律は、ラングランズ群や L-群の定まった定義がないために、いくつものバリエーションが ある。局所体上での相互律は、局所体上の簡約代数群の既約許容表現のL-パケットの径数付け を与えることが期待される。例えば、実数体上での相互律は実簡約代数群の表現のラングラン ズ分類 であり、大域体上では保型形式の径数付けを与える。

ディリクレのL-関数 Dirichlet L-functionリーマンゼータ関数を一般化したものである。算術級数中の素数の分布の研究に基本的な関数 である。実際ディリクレは、初項と公差が互いに素であるような等差数列には無限に素数が含 まれること(算術級数定理)を証明するために、この関数を導入した。

(関手性)函手性予想の主張するところは、L-群の適当な準同型が(大域体の場合の)保型形式や(局所 体の場合の)表現の間の対応を与えることが期待されるということである。簡単にいえば、ラ ングランズの相互律予想は函手性予想のうちで簡約代数群が自明である特別の場合である。

(一般化された関手性)
ラングランズは函手性の概念を、一般線型群 GL(nの代わりに他の連結簡約代数群を用いるこ とができるように一般化した。さらにラングランズは、そのような群 に対してラングランズ 双対群 LG を構成して、の任意の保型尖点表現と LG の任意の有限次元表現に対し、ある種 の L-函数を定義した。ラングランズの予想の一つは、この L-函数が既知の L-函数の函数等式 を一般化したある種の函数等式を満足することを主張する。 こうしてラングランズは、非常に一般な「函手性原理」を定式化するに至る。これは、二つの 簡約代数群とそれらに対応する L-群の間の(素性の良い)準同型が与えられたとき、これらの 群の保型表現はその L-函数に対して整合的な仕方で関連することを予想するものである。この 函手性予想からは、これまでにあった全ての予想が系として導かれる。これは誘導表現 の構成 の特質である(もっと従来からの保型形式論において「持ち上げ」と呼ばれていたもので、特 別な、従って(表現の制限が反変的であるのに対して)共変的であるような場合が知られてい た)。直接的な構成を明示的に述べることが試みられたが、いくらか限定的な結果が得られた だけであった。
これらすべての予想を、有理数体 
に替えてより一般の体、例えば(もともとの予想であり、 最も重要な場合である)代数体や局所体、あるいは(素数 に対するp-元体 F上の有理函数 体 Fp(tの有限次拡大体であるような)函数体に対して定式化することができる。

(幾何学的ラングランズ予想)ドリンフェルトのアイデアに従ってローモンの提唱した、いわゆる幾何学的ラングランズプロ グラムは、通常のラングランズプログラムを幾何学的に定式化しなおして、単に既約表現だけ

を考える以上のものを関連付けようとして生じたものである。単純な場合だと、代数曲線のエ タール基本群の l-進表現を、その曲線上のベクトル束のモジュライスタック(moduli stack)上で

定義された l-進層の導来圏の対象に関連付ける。

(現在の状況)
▪ GL(1, Kに対するラングランズ予想は類体論から従う(本質的には同じもの)

ラングランズ自身は、アルキメデス局所体(および C)に対するラングランズ予想を、既約表現 に対するラングランズ分類を与えて肯定的に解決している。 ルスティックによる有限体上のリー型の群の既約表現の分類は、有限体に対するラングランズ 予想に相当するものと考えられる。 ワイルズによる有理数体上の半安定楕円曲線のモジュラー性の証明は、ラングランズ予想の一 部と見做すことができるが、ワイルズの方法を任意の数体上に拡張することはできない。 有理数体上の二次一般線型群 GL(2, Qに対するラングランズ予想は未解決。 ラフォルグは函数体 上の一般線型群 GL(nKに対するラングランズ予想を保証するラフォル グの定理を示した。これは GL(2, Kの場合を示したウラジーミル・ドリンフェルトの先行研究 に続くものである。

(局所ラングランズ予想)
Kutzko は、局所体上の二次一般線型群 GL(2, Kに対する局所ラングランズ予想を証明した。一 般次元の場合には、 Laumon, Rapoport, and Stuhler が、大域理論を含む論法を以って正標数 局所体 上の一般線型群 GL(nKに対する局所ラングランズ予想を証明し、標数 の局所体上 の一般線型群 GL(nKに対する局所ラングランズ予想は Taylor and Harris の証明や、あるいはHenniart の証明などがある(何れも大域的な議論を用いるものである)

(ラングランズプログラムの基本補題)
2008年にゴ・バオ・チャウ Ngô Bo Châu は、基本補題と称される補助的だが非常に難しい主 張を示した。基本補題はもともとラングランズ自身によって1983年に述べられたものである。

導来圏 Derived category
アーベル圏A導来圏 Derived category D(A)はホモロジー代数から構成されるもので、A上に定 義された導来函手の理論を精密化するとともに、ある意味で単純化するべく導入された。その 構成は基本的には次の様に進む:まず圏D(A)の対象はAの双対鎖複体であり、次に2つのその様 な双対鎖複体の間にチェイン写像が存在してコホモロジーを取った段階で同型を誘導する場合 に同型であると考えるのである。このとき、導来函手は双対鎖複体に対して定義され、超コホ モロジーの考えを精密化したものとなる。これらの定義により、煩雑なスペクトル系列を用い て(完全に忠実ではなく)記述されるよりほか無かった式は劇的に簡素化される。

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