■フェルマーの最終定理と楕円曲線(その3)

『xn +yn =zn でn≧3のとき、x,y,zは正の整数解をもたない。』

 フェルマーが愛読した古代ギリシアのディオファントスによる本「アリスメティカ(算術)」の欄外の余白にこの書き込みをしたのは1637年、日本では島原の乱が起き、三代将軍家光の治世下のことです。たった8文字で書かれたこの単純な式はフェルマー予想と呼ばれ、人類の頭を悩まし続け、多くの高名な数学者がフェルマー予想に挑戦したにもかかわらずことごとくそれを退けてきました。フェルマーの問題は見かけがシンプルであるうえに、新規性、意外性、美しさ、難しさ、完全さなどの要素を備えていた一種の芸術作品といえるでしょう。

 フェルマー予想は360年ものあいだ未解決の数学的難問であったのですが、1994年、イギリス人で米国プリンストン大学の数学者ワイルズがその証明に成功し、かくして「予想」は「定理」となりました。難攻不落のフェルマー城はついに落城したのです。

 なぜこの問題がそんなに高い関心を集めたのかというと、

1)問題の意味が誰にもわかるほどやさしく、今にも解けそうでなかなか解けないきわどさと不思議さ、芸術性の高さをもっていたこと

2)フェルマー自身が「驚くべき証明を私は見つけたが、これを記すには余白が狭すぎる」という謎めいた言葉を残したためでしょう。フェルマーはこれをいかにして証明したかを記してはいないため、われわれはどのようにしてこの事実を証明したかについては推測するほかありません。

 フェルマーの問題は、n=1のときにはx+y=zという単なる足し算ですから、xとyにどんな自然数を入れても自然数zは必ず存在します。n=2の場合はピタゴラス方程式と呼ばれ、無数の解をもち、しかもすべての解をもれなく求めることのできる公式も知られています。n=4の場合は、フェルマー自身が無限降下法という一種の背理法を用いて0と1の中間に整数が存在するという矛盾を導き出すことによって証明が与えられました。指数が3以上のフェルマー方程式については、n=3の場合はオイラー(1770年)、n=5の場合はディリクレとルジャンドル(1825年)、n=7の場合はラメ(1839年)によって証明が与えられ、それ以上のnについては素数の場合だけを調べればよいのですが、初等的な方法では手続きが急速に複雑になって行き詰まりこれ以上進むことに限界がありました。

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