2021年2月22日,数学家gilesgardam在网上进行了一场长达一个多小时的演讲,演讲的内容是与k理论有着深厚渊源的单位猜想。
这个猜想是一个基本却又令人困惑的代数问题,自被提出以来,已经困扰了数学家80多年之久。
1940年,英国数学家格雷厄姆·希格曼(grahamhigman)在他的博士论文中提出了单位猜想和零因数猜想;
1956年,20世纪最杰出的数学家之一欧文·卡普兰斯基(irvingkaplansky)在一份演讲报告中提到了零因数猜想;
到了1970年,卡普兰斯基在一篇题为《环理论的问题》的论文中,正式提出了单位猜想和零因数猜想。
现在,单位猜想与零因数猜想和幂等猜想被统称为卡普兰斯基猜想。
在卡普兰斯基的努力下,这些猜想受到了更多的关注。
但一直以来,这些猜想都仍处于未决的状态。
在近期的这场演讲中,gardam介绍了单位猜想的发展史,以及与零因数猜想和幂等猜想有关的一些信息。
在演讲的最后时分,他突然告诉大家:“现在是时候告诉大家一些新东西了——单位猜想实际上是错误的。”
消息一出,便引起了许多数学家的注意,因为卡普兰斯基猜想与邻近数学领域的一些其他问题有关
单位猜想涉及到群论中的大量知识。
群论研究的是那些定义了可逆结合的乘积运算的集合。
一个能够被称为群的集合,需要在其乘法运算的表现是正确的情况下,还满足两个额外的要求:一是集合中必须包含一个这样一个特殊元素(通常被标记为“1”),当它与其他元素相乘时,其他元素能维持不变;二是每个元素g都必须有一个乘法逆元(写作g),且当它与g相乘时等于1(gxg=1)。
单位猜想所探讨的问题是:在一个代数结构族中,有哪些元素具有乘法逆元?不过它所考虑的并不是普通数字的乘法逆元,而是群代数(一种将数字系统与一个群结合起来的结构)中的元素的乘法逆元。
在许多方面,群代数中的元素与多项式很类似,只不过它们之间存在一个关键区别:对于多项式来说,当两个多项式相乘,有些项可能会相互抵消,但指数最高的那项中总会留下,比如(x-1)(x+1)=x+x-x-1,互相抵消的是x和x,x仍然存在;但在群代数中,群的元素之间的关系可能导致一些其他的难以预测的抵消。
举个例子,假设有一个群是字母“a”的对称变换的集合,这个群只有两个元素:一是让每个点都维持在原有位置的转换(即“1”);二是通过中央垂直轴进行的两次反射(记为“r”),反射两次会使每个点都复原到原来的位置,rxr=1。
在这种情况下,如果将r+2与r/3+2/3相乘,那么会发现几乎所有的项都抵消了,只留下了1。