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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 · Lean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。

読み方を選ぶ証明項と依存先をたどる。
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

二つの枝の成果から、レベル2の非零カスプ形式を導く道筋を知ろう。

存在の組
対象と、その対象に必要な性質の証拠の組。
未使用の仮定
定理の入力にはあるが、この証明本体では使っていない仮定。
たとえ話と数学の境界

ホテルの階はレベルの記憶用のたとえで、読者の習熟度ではありません。素因子の除去には局所的な条件の証明が必要です。

</>S_FreyPackage_level_lowering_to_two.lean
set_option linter.unusedVariables false in
theorem solution (P : FreyPackage) (hmod : P.freyCurve.IsModular)
(hirr : GaloisRepIsIrreducible (K := AlgebraicClosure ℚ) ℚ P.freyCurve P.p) :
∃ f : CuspForm (CongruenceSubgroup.Gamma0 2) 2, f ≠ 0 := by
obtain ⟨N, hcond, hmodN⟩ := P.modularRepOfConductorLevel
exact P.level_lowering_to_two_of_conductorLevel hirr hcond hmodN

👩🏻‍🎨 ミカ · 原文を読むための案内

P、hmod、hirrから、∃ f : CuspForm (Gamma0 2) 2, f≠0を結論します。obtainでN、hcond、hmodNを取得し、exactでhirrとともにレベル下げの定理へ渡します。unusedVariablesの設定は、hmodを使わないこの実装に対応しています。

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14章/全17章・Lean

どんどん小さくなる予約

豪華ホテルを予約したのに、数学が部屋を減らしていく。

ここまでと、この先

二つの枝の合流点です。モジュラー性と既約性を使い、レベル下げの条件をたどって、レベル2の非零カスプ形式へ進みます。「条件を適当に消す」という操作ではありません。

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

物語の向こうにある考え方

P、hmod、hirrから、∃ f : CuspForm (Gamma0 2) 2, f≠0を結論します。obtainでN、hcond、hmodNを取得し、exactでhirrとともにレベル下げの定理へ渡します。unusedVariablesの設定は、hmodを使わないこの実装に対応しています。

この本体でhmodはどこに使われている?

  • 使われていない。導手レベルの依存先が必要な情報を再び得る。
  • hirrという名前の中に使われている。

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。

レベル2に非零の形式があるはず。でも、その部屋には最後の秘密がある。

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

どんどん小さくなる予約

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 →