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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

「既約」とは、すべての対称性で保たれる非自明な部分空間がないことだと知ろう。

by_contra
結論の否定を仮定してFalseを導く。
rcases
仮定を構成要素や場合に分解する。
たとえ話と数学の境界

切れない球は記憶のためのたとえ。既約性はp等分点へのガロア作用についての性質で、曲線の絵を切れるかどうかではありません。

</>S_FreyPackage_Mazur_Frey.lean
private theorem mazurM3asmB_of_no_cofixed (P : FreyPackage) :
GaloisRepIsIrreducible (K := AlgebraicClosure ℚ) ℚ P.freyCurve P.p := by
by_contra hred
have hN : HasGaloisStableCofixedLine (K := AlgebraicClosure ℚ) ℚ P.freyCurve P.p :=
rcases mazurM3asmB_exponent_trichotomy P.p P.pp P.hp5 with hsmall | h11 | h17
· exact FreyPackage.frey_no_cofixed_small P hsmall hN
theorem solution (P : FreyPackage) :
GaloisRepIsIrreducible (K := AlgebraicClosure ℚ) ℚ P.freyCurve P.p := by
rcases em ((P.a : ZMod 8) = 3) with h8 | _
· exact mazurM3asmB_of_no_cofixed P

👩🏻‍🎨 ミカ · 原文を読むための案内

補題はby_contra hredで始まり、HasGaloisStableCofixedLineの証拠を得て、指数の3分岐を処理します。solutionはemで8を法とする条件を分け、専用の定理か直線を排除する補題を使います。大素数の場合の本体は依存先にあります。

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6章/全17章・Lean

ハサミ持ち込み事件

ピップは問題を半分に切るつもり。対称性は断固拒否。

ここまでと、この先

フライ・パッケージから曲線を用意しました。次は、それに結びつく表現を調べます。「既約」は、その表現で保たれる部分空間の話。曲線の絵をハサミで切れるか、という意味ではありません。

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
ピップ
「チョキチョキ! どう考えても、この結び目は『ひとすじの糸+残り』に分けられるはず。仮定しましょう——議論のためだけです。」
大胆な提案

物語 → 証明ピップのはさみは「分けられるのでは?」という提案。証明では可約性を一時的に仮定し、矛盾を探します。

分けられると仮定by_contra hred
ミカ
「はみ出た糸はガロア安定な直線:数の世界のどの対称性も、その糸をぶら下がっている今の場所に留めます。」
許されない直線

物語 → 証明独立して残る一本の線が、ガロア作用で保たれる直線の役。絵はその役割のたとえで、直線の数学的定義ではありません。

禁止された安定な直線HasGaloisStableCofixedLine
ミカ
「つまり可約性は自分自身を食べて消える。丸は切れずに残ります——既約、証明つき、3の余りの世界の中で。」
球はそのまま

物語 → 証明切れずに残る丸は既約性という結論。残る場合にも、安定な直線がないという議論を使います。

直線がない議論を使うmazurM3asmB_of_no_cofixed

物語の向こうにある考え方

補題はby_contra hredで始まり、HasGaloisStableCofixedLineの証拠を得て、指数の3分岐を処理します。solutionはemで8を法とする条件を分け、専用の定理か直線を排除する補題を使います。大素数の場合の本体は依存先にあります。

大素数の場合の実質的な証明はどこ?

  • exactという単語の中。
  • 依存先のfrey_no_cofixed_large。

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。

小さな素数の事件には、昔の証明が役に立つ。古い棚を開けてみよう。

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

ハサミ持ち込み事件

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 →