Найти в Дзене

Почему теорема Ферма стала такой знаменитой

Сейчас об этом помнят только историки математики, но теорем Ферма было много.

Сейчас об этом помнят только историки математики, но теорем Ферма было много.

Сам Ферма был великим математиком-любителем. Он писал мало, всегда очень коротко, и ничего не публиковал. Уже после его смерти его сын выпустил знаменитую "Арифметику" Диофанта с комментариями отца; а еще сборник разрозненных заметок под одной обложкой. Некоторые открытия остались только в его переписке с другими людьми.

В области теории чисел (а Ферма оставил вклад и в другие ветви математики) Ферма оставил потомкам не стройную теорию, не законченное сочинение, а набор задач в разрозненных источниках. Вот пример еще одной теоремы Ферма:

любое натуральное число -- либо n-угольное, либо сумма не более чем n n-угольных чисел.

Как и великая теорема Ферма, эта представляет собой ряд утверждений при разных n>2: ее нужно доказать для n=3, n=4, n=5, … И об этой теореме Ферма утверждал, что знает её доказательство. И эта теорема тоже неподатлива.

Треугольные числа: 1, 3, 6, 10, … Четырехугольные числа: 1, 4, 9, 16, … Пятиугольные числа: 1, 5, 12, 22, … Шестиугольные числа: 1, 6, 15, 28, … И другие n-угольные числа...
Треугольные числа: 1, 3, 6, 10, … Четырехугольные числа: 1, 4, 9, 16, … Пятиугольные числа: 1, 5, 12, 22, … Шестиугольные числа: 1, 6, 15, 28, … И другие n-угольные числа...

Последующие математики доказывали ее по кусочкам: для n=4 -- Эйлер с Лагранжем, для n=3 -- Гаусс, для произвольного n -- Коши в начале XIX века.

Задачи и теоремы Ферма сдавались одна за другой на протяжении десятилетий, и дали серьезный толчок к развитию теории чисел. В конце концов осталась одна, самая последняя -- как последний этап в длинном маршруте. Конечно, хотелось его завершить и закрыть вопрос. Кроме того, разумно было ожидать, что эта последняя теорема, как и другие до нее, тоже приведет к прогрессу в теории чисел. И не сразу стало ясно, что она окажется принципиально сложнее других.

А формулируется она так:

для каждого натурального n>2 уравнение

-2

не имеет решений в натуральных числах.

И эта теорема не была совсем уж неподдающейся! Ее тоже доказывали по кусочкам. Для n=4 доказательство оставил сам Ферма, через 100 лет для n=3 ее доказал Эйлер. Еще через 50 -- Дирихле и Лежандр для n=5... В XIX веке разным математикам удалось доказать и для других n, но не для всех.

-3

Последняя теорема Ферма долго не выглядела недосягаемой, как далекая звезда на ночном небосклоне. Математикам все время казалось, что осталось еще чуть-чуть, и она будет доказана. Но чем ближе они подбирались, тем недоступнее она становилась.

А в начале XX века немецкий любитель математики Вольфскель завещал 100000 марок (огромная по тем временам сумма) тому, кто её докажет. К тому времени профессиональные математики уже понимали, что легко не будет, и что надежды на быстрый результат нет. Но формулировка теоремы проста и доступна даже школьнику, а назначенная премия очень уж соблазнительна, так что теорема стала популярной у дилетантов. Появилось даже слово "ферматист" -- тот, кто пытается доказать теорему Ферма. После первой мировой войны премия обесценилась, и поток ферматистов практически иссяк.

Так последняя теорема Ферма стала синонимом безнадежного занятия. И когда Эндрю Уайлс в конце XX века задумал ее доказать, он не стал распространяться на эту тему. Но это уже совсем другая история.

Теорема Ферма в каком-то смысле обобщает теорему о существовании пифагоровых троек. У нее есть и другие обобщения, до сих пор не имеющие решения.