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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 · 数学元の原文 ↗

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。

読み方を選ぶ定義・仮定・仕組みへ。
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

形式が見つからないのではなく、すべてゼロになると証明する違いを知ろう。

部分群の指数
周囲の群における部分群の剰余類の個数。
ノルムの構成
ここでは、形式をより大きな群に対する形式へ移す構成。
たとえ話と数学の境界

空の会場は零ベクトル空間のたとえ。候補をいくつか調べただけでは、すべての形式についての消滅定理にはなりません。

</>S_ModularForm_S2_Gamma0_2_eq_zero.lean
theorem S2_Gamma0_2_eq_zero' (f : CuspForm (CongruenceSubgroup.Gamma0 2) 2) : f = 0 := by
have hweight : (2 : ℤ) * Nat.card ((↑(CongruenceSubgroup.Gamma 1) : Subgroup (GL (Fin 2) ℝ)) ⧸
(↑(CongruenceSubgroup.Gamma0 2) : Subgroup (GL (Fin 2) ℝ)).subgroupOf
(↑(CongruenceSubgroup.Gamma 1))) = 6 := by
rw [card_quotient_eq_three]; norm_num
have hf0 : (f : ℍ → ℂ) = 0 :=
(CuspForm.norm_eq_zero_iff (↑(CongruenceSubgroup.Gamma 1) : Subgroup (GL (Fin 2) ℝ)) f).1
(S6_levelOne_eq_zero' hweight
(CuspForm.norm (↑(CongruenceSubgroup.Gamma 1) : Subgroup (GL (Fin 2) ℝ)) f))
exact DFunLike.coe_injective (hf0.trans CuspForm.coe_zero.symm)

👩🏻‍🎨 ミカ · 原文を読むための案内

部分群の指数[SL₂(ℤ):Γ₀(2)]=3を使い、CuspForm.normで重さ2をレベル1の重さ6へ移します。S6_levelOne_eq_zero′でノルムが消え、norm_eq_zero_iffからf自身も消えます。この結果はFLTの矛盾を使わず、Mathlibから証明されています。

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15章/全17章・数学

完全なる静寂のコンサート

音楽が存在できるか確かめる前に、ピップはチケットを売った。

ここまでと、この先

レベル下げからは「非零の形式があるはず」と進みました。今度は、指定された空間では形式がすべてゼロになるという別の結果です。同じ対象・同じ条件を比べることが、矛盾の鍵です。

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
ピップ
「今夜、私の舞台は無音です。出演者は一人もいない:定理によれば、この空間の形式はすべてゼロ。」
拍手の準備

物語 → 証明静かな舞台は、この空間のどの形式も0という結論。奏者を見つけられなかっただけではありません。

どの形式もゼロになるf = 0
ミカ
「そして階段を降りる:関数が等しければ形式も等しい。この部屋には最初から何もいなかったんだ。ずっと。」
元の形式も消える

物語 → 証明元の譜面台へ戻るのは、関数としての等しさから形式としての等しさを取り戻すことです。

関数から形式に戻るDFunLike.coe_injective

物語の向こうにある考え方

部分群の指数[SL₂(ℤ):Γ₀(2)]=3を使い、CuspForm.normで重さ2をレベル1の重さ6へ移します。S6_levelOne_eq_zero′でノルムが消え、norm_eq_zero_iffからf自身も消えます。この結果はFLTの矛盾を使わず、Mathlibから証明されています。

重さ6が現れる理由は?

  • 重さ2に部分群の指数3を掛けるから。
  • 6番目の章だから。

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。

役者はそろった。「非零の形式がある」と「どれもゼロ」を、同じ舞台に上げよう。

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

完全なる静寂のコンサート

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 →