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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。

曲線の算術を、勝手に切り分けられない理由。

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

「モジュラーである」とは、曲線と形式の算術が対応することだと知ろう。

∃
対象と、それが条件を満たす証明の存在を表す。
定義と定理
性質の意味を決めることと、その性質が成り立つと証明することは別。
たとえ話と数学の境界

音楽は算術的な係数の一致のたとえです。聞き比べた印象や有限個の数の一致で、モジュラー性を証明してはいません。

</>Def_FLTPrelim_Modularity.lean
def IsModularModelOfLevel (W : WeierstrassCurve ℤ) (N : ℕ) : Prop :=
∃ f : CuspForm (CongruenceSubgroup.Gamma0 N) 2, f.IsNormalizedEigenform ∧
∀ p : ℕ, p.Prime → W.IsGoodPrimeFor p → ¬ p ∣ N →
ModularFormClass.qCoeff f p = (W.apOfModel p : ℂ)
def IsModularModel (W : WeierstrassCurve ℤ) : Prop :=
∃ N : ℕ, 0 < N ∧ W.IsModularModelOfLevel N
def IsModular (E : WeierstrassCurve ℚ) : Prop :=
∃ W : WeierstrassCurve ℤ, W.IsIntegralModelOf E ∧ W.IsModularModel

👩🏻‍🎨 ミカ · 原文を読むための案内

定義を読むときは∃が要求する対象と、∀以下の条件を分けて追います。固定したNでの性質から、正のNの存在、整数モデルの存在へと定義が重なっています。この抜粋は定義であり、フライ曲線のモジュラー性を証明する本体ではありません。

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8章/全17章・Lean

ひみつの二重奏

ちがう楽器から、同じ数の指紋が聞こえる。

ここまでと、この先

小包から作った曲線を覚えておこう。ここからはもう一つの枝で、曲線の算術の情報をモジュラー形式と結ぶ「モジュラー性」を読みます。対称性の枝とは、後のレベル下げで合流します。

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
ピップ
「二つの数が本当に一致するの? リハーサルの予算はビスケット一枚です。」
同じ指紋

物語 → 証明小さな橋は、ある正のレベルNでの対応。存在を求める条件であり、見た目から作れるという意味ではありません。

レベルは正0 < N
ミカ
「定義で指定した素数では一致するよ。その相方があると示すのが、深い定理なんだ。」
勝手に指揮者

物語 → 証明二重奏の指揮は、曲線とその整モデルを結ぶ案内。実際に相方があることは、別のモジュラー性の定理が示します。

二つの記述を結ぶW.IsIntegralModelOf E

物語の向こうにある考え方

定義を読むときは∃が要求する対象と、∀以下の条件を分けて追います。固定したNでの性質から、正のNの存在、整数モデルの存在へと定義が重なっています。この抜粋は定義であり、フライ曲線のモジュラー性を証明する本体ではありません。

この抜粋は何をしている?

  • モジュラー性という性質の意味を定義している。
  • すべての楕円曲線のモジュラー性を証明している。

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。

この対応を本当に証明するには? コンサートの二つの入口を調べよう。

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

ひみつの二重奏

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 →