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「なぜ?」から始まる、数学の冒険

小さな「なぜ?」。 大きな冒険。

物語を追い、証明に触れる。気になったら、もうひとつ奥まで。

アカウント不要。APIキー不要。好奇心だけで。

ふたつの入口。お茶の間は、ひとつ。

今日は数学と戦わない

まんがから入ります:17章、64個の小石、必須の式はゼロ。Leanの原文は、訪ねてくるまでガラス越しです。

数学へまっすぐ

証明マップから始めます:名付けられた定理が数千本。そして時計の逆元からR = Tまで、階段を全部登ります。となりでは物語も語り続け、あなたを正直に保ちます。

ふたりで読むために作りました:数学好きと、数学が苦手なひと。ソファは一台。それぞれが持ち帰ったものは、お茶の間へ運びます。

「まだわからない」から始めよう。

全17章で、ひとつの大きな道筋へ。今日は、小さな発見がひとつあれば十分。

全17章 · 物語元の原文 ↗

ピップの心得:まちがいも手がかり。どの章にも進めて、何度でも考え直せます。

レベルを下げ、空の部屋を開け、事件を解決する。

読み方を選ぶまずは、考え方をつかもう。
証明全体のマップを開く29,511の定理・正確な主張・依存関係

英語や日本語で定理を検索できます。主要な定理には日本語の見出しがあります。文脈全体はGitHubの原文から確かめられます。

この章で見つけたいこと

f≠0とf=0が、どうして矛盾するのかを追ってみよう。

矛盾
同じ主張とその否定が両方導かれてしまうこと。
仮定を戻ってたどる
矛盾した対象を作った仮定まで戻り、その仮定が成立しないと結論すること。
たとえ話と数学の境界

部屋と客は形式の存在と消滅のたとえ。数学の矛盾を起こすのは、同じfについてのf≠0とf=0の証拠です。

</>S_FreyPackage_no_frey_package.lean
theorem Wiles_Frey (P : FreyPackage) :
¬ GaloisRepIsIrreducible (K := AlgebraicClosure ℚ) ℚ P.freyCurve P.p := fun hirr =>
let ⟨f, hf⟩ := level_lowering_to_two P (frey_isModular P) hirr
end FreyPackage
theorem solution (P : FreyPackage) : False :=
FreyPackage.Wiles_Frey P (FreyPackage.Mazur_Frey P)

👩🏻‍🎨 ミカ · 原文を読むための案内

最後の展示:事件全体を渡ってきて、なお非ゼロだった石——レベル下げが運び込んだ重さ2・レベル2の形式です。そのとなりには認定済みの空の箱:同じ空間の形式はすべてゼロという定理。同じ空間、同じ形式、二つの証明書。一方を他方に適用するのが、記録上もっとも速い矛盾です。運び役が消えれば、小包のルートは溶けます。

元の原文への注釈・Leanの実行状態ではありません

コマの手がかりや原文の色つきの語句に触れると、対応をたどれます。

この論理を試してみる →
出典と検証の範囲

出典:anthropics/fermats-last-theorem(aa2d8b3)。上流では検証済みと報告されていますが、このアプリでは全体を再ビルド・再検証していません。漫画の解説自体は形式的な証明ではありません。

ソースのライセンスと著作者表示
第16章/全17章・物語

入れないはずの客

ゼロではない客と、全員ゼロになる部屋。

ここまでと、この先

一方はf ≠ 0、他方は同じ空間でf = 0でした。両方は成り立ちません。第1章で仮に置いた解へ戻り、「その解が存在する」という仮定を退けます。

このつながりは、読む道筋の案内です。物語のたとえ自体が、この定理の証明になるわけではありません。

お茶の間で話す
司書
「となりの箱は認定済みの空:同じ空間の形式はすべてゼロ。ほかの部屋の話は、いたしません。」
厳密な定員規則

物語 → 証明空の展示箱は、同じ空間のすべての形式が0という定理。他の空間まで空だとは言っていません。

同じ形式がゼロになるModularForm.S2_Gamma0_2_eq_zero
ミカ
「石と箱は同じ住所を共有します。非ゼロの証拠をゼロ定理の中に適用する——記録上もっとも速い終わり方。」
ありえない来客

物語 → 証明空の箱の横にある石は、同じfについてのf ≠ 0とf = 0の証拠。hfを適用して矛盾を得ます。

非零とゼロがぶつかるhf

物語の向こうにある考え方

最後の展示:事件全体を渡ってきて、なお非ゼロだった石——レベル下げが運び込んだ重さ2・レベル2の形式です。そのとなりには認定済みの空の箱:同じ空間の形式はすべてゼロという定理。同じ空間、同じ形式、二つの証明書。一方を他方に適用するのが、記録上もっとも速い矛盾です。運び役が消えれば、小包のルートは溶けます。

なぜf=0とf≠0から矛盾する?

  • 同じfについて、主張とその否定を得たから。
  • ゼロという数が嫌われているから。

このページで物語と原文を読めます。証明の編集、クイズ、対話式のマップにはJavaScriptを有効にしてください。

事件は解決。でも、探偵の書類は誰が確かめるの?

読む。試す。腑に落ちる。

  1. 漫画を読み、「物語」「数学」「Lean」で深さを選びます。
  2. 証明のプレイグラウンドへ。タクティクを編集すると、目標が変わります。
  3. 状態、言葉、ヒントを選んでみよう。まわり道も物語の一部です。

練習では小さな命題論理を検査します。FLTの抜粋は編集できる読み物で、リアルタイムのLean検証ではありません。FLT全体の検証は上流の報告として扱います。

わからない・道に迷った

ミカのたすけ舟

入れないはずの客

今は、一つだけ

迷ったら、天秤のケーキの話から。ひとまとまりずつで大丈夫。フェルマーの章なら、まず「物語」と「まず、この言葉から」を読もう。

言葉をほどこう

最初からLeanや大学の数学を知っている必要はありません。小さな物語では、使う言葉から説明します。

小さな手がかり

一般の式より先に、小さな例を見よう。「何を変えて、何を同じに保った?」と考えてみてね。

閉じれば、読んでいた場所に戻れます。このページに合わせて用意したヒントです。

最初の小さな物語から読む →