עבודה של 500 עמודים עשויה לפתור תעלומה מתמטית

במשך שנים ניסו לפענח את "השערת abc", בעיה עקשנית בתורת המספרים. אם תאושש ההוכחה של חוקר יפאני, היא תחשב לפריצת דרך חשובה

לפני כרבע מאה פרסמו שני מתמטיקאים, הצרפתי ז'וזף אוסטרלה והבריטי דייויד מסר, את "השערת abc", בעיה מתמטית שהפכה למפורסמת בקרב חוקרים העוסקים בתורת המספרים. ניסוח הבעיה אמנם פשוט יחסית, אך פתרונה התגלה כקשה ביותר להוכחה ובמשך שנים ארוכות לא חלה בעניין שום פריצת דרך.

והנה בשבועות האחרונים החלו מתמטיקאים לבדוק את האפשרות שהבעיה העקשנית פוצחה סוף סוף. בסוף החודש שעבר פרסם המתמטיקאי היפאני שיניצ'י מוצ'יזוקי מאוניברסיטת קיוטו עבודה הכוללת הוכחה להשערת abc. אלא שהפתרון של מוצ'יזוקי נפרש על פני 500 עמודים ומתואר על ידי מתמטיקאים העוסקים בתחום כמורכב ביותר. בדיקת טענתו של מוצ'יזוקי תימשך זמן ניכר, אך כבר כעת מסבירים מתמטיקאים כי השיטות שבהן השתמש היפאני "מעניינות ביותר גם מעבר לעניין בהשערה עצמה".

"אין שום ספק שאם ההוכחה נכונה, זאת תהיה פריצת דרך גדולה", אומר המתמטיקאי זוכה מדליית פילדס, פרופ' אילון לינדנשטראוס מהאוניברסיטה העברית בירושלים. לדבריו מצטרף גם המתמטיקאי דוריאן גולדפלד מאוניברסיטת קולומביה, שבראיון לאתר כתב העת Nature, אמר כי "אם ההוכחה נכונה, זה יהיה אחד מההישגים המדהימים של המתמטיקה במאה ה-21".

שיניצ'י מוצ'יזוקי. מתוך אתר אוניברסיטת קיוטו
שיניצ'י מוצ'יזוקי. מתוך אתר אוניברסיטת קיוטו.

אך בטרם ניתן יהיה לומר בבטחה שנמצא שההשערה הוכחה, צפוי כאמור לחלוף פרק זמן לא קצר. "מוצ'יזוקי מפתח שפה חדשה ולכן יידרשו עוד כמה שנים טובות עד שיהיה קונסנזוס אם היא נכונה או לא", אומר לינדנשטראוס, "זאת השערה שחשבו יהיה קשה מאוד להוכיח אותה. היא נראתה בהתחלה כמו מדע בדיוני". אם זה באמת נכון, יש כאן כלים חדשים באופן מהותי במתמטיקה וזה יהיה דבר מאוד מהותי".

השערת abc עוסקת בשלושה מספרים שלמים חיוביים – a, b, ו-c - שאין להם גורם משותף, כלומר אין מספר שניתן לחלק בו את שלושתם (למשל, הגורם המשותף של 12 ו-15 הוא 3, בעוד שלמספרים 8 ו-15 אין גורם משותף – אש"ט). תכונה נוספת של שלושת המספרים היא שסכום שני המספרים הראשונים הוא המספר השלישי, כלומר a+b=c. כך למשל, אם a=5 ו-b=7, אז c=12.

ניקח כעת את הגורמים הראשוניים של כל אחד מהמספרים. הגורמים הראשוניים של 5, 7 ו-12 הם 5, 7, 3 ו-2 בהתאמה. נקרא למכפלה של הגורמים הראשוניים של שלושת המספרים d. בדוגמה שלנו: d=5X7X3X2, כלומר 210.

השערת abc טוענת כי המקרים שבהם d קטן בהרבה מ-c הם נדירים. לדברי המתמטיקאי פרופ' רון ליבנה מהאוניברסיטה העברית, הניסוח המדויק של ההשערה דורש את מושג החזקה: אם r הוא מספר ממשי כלשהו הגדול מ-1, אז מספר השלשות a, b, c שעבורן c גדול מ-d בחזקת r הוא סופי, אם בכלל קיימות שלשות כאלה.

מוצ'יזוקי החל את לימודיו באוניברסיטת פרינסטון כבר בגיל 16 והפך לפרופסור כשהוא רק בן 33. מעמדו בעולם המתמטיקה תורם לתשומת הלב שניתן לעבודתו, גם אם נראה שאיש לא הספיק לבחון אותה עד כה ברצינות הנדרשת. עבודתו של מוצ'יזוקי אינה הניסיון המשמעותי הראשון להציג הוכחה להשערת abc. ב-2007 הציע מתמטיקאי הצרפתי לוסיאן ספירו הוכחה משלו, אך זו לא עמדה בבדיקות הקפדניות של העמיתים.

"מוצ'יזוקי הוא מתמטיקאי שידוע כמוכשר מאוד וכמי שעובד קשה מאוד, אבל ייקח זמן עד כדי לעכל את הדבר הזה", אומר ליבנה. "אי אפשר להגיד בינתיים מהי התרומה של העבודה שלו, צריך לראות עד כמה הדברים מכוונים אך ורק לבעיה הזאת ועד כמה יש בהוכחה דברים כללים יותר".

"בתורת המספרים קל מאוד להסביר חלק גדול מהבעיות, אבל ההוכחות שלהן מסובכות ביותר ודורשות טכניקה מסובכת וקשה", הוא מוסיף, "השערת abc משתמשת במתמטיקה של תיכון, אבל בשביל לפתור אותה צריך מתמטיקה חדשה מאוד, וזה טיפוסי לתורת המספרים. אחת לעשר שנים יש פריצות דרך כאלה”.

הוספת תגובה
תודה על פנייתך, היא תיבדק על ידי המערכת
להוספת תגובה בלתי מזוהה לחץ כאן להוספת תגובה מזוהה לחץ כאן

הקלד את הנושא

הקלד את התגובה

 
בשליחת תגובה זו הנני מצהיר שאני מסכים עם תנאי השימוש של אתר הארץ
תודה על פנייתך, היא תיבדק על ידי המערכת
להוספת תגובה בלתי מזוהה לחץ כאן להוספת תגובה מזוהה לחץ כאן

הקלד את הנושא

הקלד את התגובה

בשליחת תגובה זו הנני מצהיר שאני מסכים עם תנאי השימוש של אתר הארץ
תודה על פנייתך, היא תיבדק על ידי המערכת
הצג את כל התגובות פתוחות 01 הנושאים והאנשים האלה ועבודתם מרתקים לא פחות מטיפוס על האוורסט או צלילה למעמקי האוקיינוס Dror Regev
  • 22:54
  • 20.09.12

בני אנוש שחיים ועובדים בגלקסיות רחוקות שבודדים בלבד מסוגלים לראות. מעורר השראה.

02 תיקון שלמה
  • 23:05
  • 20.09.12

חשוב להדגיש ש d הוא מכפלת הגורמים הראשוניים השונים זה מזה של a, b, ו c.
כלומר אם גורם ראשוני מופיע בחזקה גבוהה מ 1 באחד המספרים - לוקחים אותו רק פעם אחת בחישוב d.

03 לא הבנתי את הבעיה. כלומר למה דווקא הבעיה הזאת מעניינת את מישהו  (לת) juchah
  • 23:10
  • 20.09.12

04 ההבדל בין מדע לדת. מדוע, למרות שלי אישית אין סיכוי בחיים הללו לבדוק את נכונות ההוכחה, אני מקבל את זה כמדע ולא מאמין בזה כדת: אורי
  • 23:12
  • 20.09.12

הסיפור הוא פשוט. בדת, מישהו אמר משהו לפני כך וכך שנים ולהטיל בכך ספק אסור, זה חטא. להיפך, להאמין בזה למרות שזה נראה קלוש - זו זו הגדולה. נהדר.

במדע לעומת זאת, למרות שלי עצמי אין סיכוי קל שבקלים להצליח ולהבין את ההוכחה למשפט המתואר בכתבה, לדוגמא, הרי שהמבנה של המדע ושל העולם המדעי הוא כזה המבטיח חתירה לאמת. אם יופיע עכשיו מתמטיקאי שיפריך את ההוכחה, יזכה הוא לתהילה, ואותו חוקר יפני ייאלץ להודות בטעותו (או להחשב דוגמטי מכדי להיות מדען. בדת, כמובן, היותך דוגמטי זה רק יתרון, ראה מקרה הרב אלישיב). ישנו אינטרס ברור של הרבה מאד אנשים לנסות ולהטיל ספק במדע שמישהו אחר עושה, לבדוק את זה, לבדוק את ההשלכות של זה.

בסופו של יום, רק מה שמחזיק מים נשאר במדע. בדת לעומת זאת, זה הפוך. לכן היא יכולה להוציא מליוני מאמינים בורים לרחובות רק בגלל שמישהו יצר סרט אינפנטילי על הנביא הזה שלהם.

05 תחומים כאלה תורמים לאנושות באופן כלשהו? ל
  • 23:28
  • 20.09.12

אשמח להסבר. כמובן שמעבר לידע תיאורטי. צריך משהו יישומי או שזה לא תורם במיוחד.

06 יפאני? במתמטיקה? בטח יש לו אמא יהודיה...  (לת) בדקתם היטב?
  • 23:40
  • 20.09.12

07 יש משהו שלא הבנתי בעמוד 473. אה, רגע, זה בסדר. זו לא נקודה עשרונית. זה רק לכלוך.  (לת) אני פה
  • 00:54
  • 21.09.12

08 אסף, תודה על עוד מאמר מעניין. מיכאל
  • 01:20
  • 21.09.12

תענוג לקרוא את המאמרים שלך!

09 שכחתם להזכיר שמשפט פרמה הנודע, נובע ממשפט זה בקלות  (לת) ??
  • 02:31
  • 21.09.12

10 תיקון לשלמה שייע
  • 06:49
  • 21.09.12

ל a, b ו c אין גורם משותף ולכן בהכרח הגורמים הראשוניים הם שונים זה מזה וכל אחד יכול להופיע רק פעם אחת.

11 אני התמחייתי בתורת המספרים מיקי
  • 07:08
  • 21.09.12

באוניברסיטה. הקפדתי ללמוד עם בת זוג. את הלימודים הכי מהנים היו לי עם תלמידות בצלאל, אבל היו היחסים שאחרי המספרים. היו לרוב קצרי טווח.

12 בר רפאלי בר רפאלי בר רפאלי בר רפאלי. שמישהו יצליח להוכיח את זה, נראה אתכם!  (לת) אלי
  • 09:18
  • 21.09.12

13 להסיר את הכובע עוד מתמטיקאי
  • 09:37
  • 21.09.12

יש להסיר את הכובע בפני הכתב על התאור המדוייק והיפה, ובפני עורכי הארץ שידעו להבליט ידיעה כזו בעמוד הראשון. בעוד מאה שנה לא תהיה ככנראה ל חשיבות לשאר הידיעות שהתפרסמו היום בעתון, אבל אם ההוכחה של מוצ'יזוקי נכונה, הרי שהיא ארוע בעל חשיבות היסטורית.

14 האם התקמות בתורת המספרים תשפיע על התקמות טכנולוגית? זקן
  • 09:55
  • 21.09.12

התקדמות טכנולוגית הוא הגרזן בידי פסיכופטים (אלברט אינשטיין)
התקדמות טכנולוגית מביאה חיים קלים יותר, אבל גם סכנות רבות. את הגרזן אי אפשר לעצור כשהוא בידיו של פסיכופט.

15 > לו רק היו יותר בני אדם עוסקים בדברים החשובים באמת, פתרון בעיות מתמטיות, פענוח רזי היקום, הבנת המוח האנושי, ריפוי מחלות הגורמות סבל לאנושות, במקום להתקוטט על אדמה, במקום להעלב כי פגעו בקודשיהם, במקום לנסות דרכים חדשות לפגוע בשנואי נפשם, כי אז יכולנו לחיות בעולם נהדר.  (לת) נסיון שני
  • 09:59
  • 21.09.12

16 יש דברים שלא צריך להוכיח, לפעמים מספיק לצאת החוצה, להריח פרח וללחוש איזה עולם נפלא.  (לת) רואה הכל
  • 10:11
  • 21.09.12

17 אם מדובר בשאלה שתיכוניסט יכול להבין. ונראה שכן. מדוע לא לכתוב מה השאלה במונחים מתמטיים פשוטים? למה כל הטקסט הבלתי קריא הזה? בעיקר מהו הr ? האם מספר השלשות אותו צריך להעלות בחזרת r ? או שמא את d צריך להעלות בחזקת r ? האם מספר המקרים בהם d קטן מc הם שנדירים (כלומר סופיים) ואם כן אז למה להעלות את d בחזרת r?  (לת) אפרים
  • 10:13
  • 21.09.12

18 יש לו טעות בעמוד 498 רוני
  • 10:32
  • 21.09.12

חבל שלא בדק עד הסוף

19 על מי הוא מסתכל בצילום שמכתיב לו את הפתרון? זה האלהים הטוב או סתם חוצן?  (לת) פקיד זוטר
  • 11:00
  • 21.09.12

20 זה לא הגיל זה רק התרגיל מוטי
  • 11:25
  • 21.09.12

יפה שמתמטיקאי בן 43 פותר בעיה תיאורטית סבוכה
תמיד סיפרו שמתמטיקאים תאורטיקנים גומרים את הסוס בגיל 30
אולי יש עד עתיד לזקנים באוניברסיטה

21 ואני כבר יודע את לוח הכפל  (לת) רפי
  • 13:09
  • 21.09.12

22 מרתק ביותר, זו בעיה אגדית ידועה במתמטיקה בסיסית של יחסים בין מספרים ואם אכן פתרו את זה זאת קפיצה דרך ענקית וזה גם יוביל לפתרון של עוד הרבה בעיות מתקדמות אחרות שחיכו לביסוס של זה.  (לת) מיכל
  • 14:14
  • 21.09.12

23 מיכאל איזנמן, מה אתה אומר על זה ?  (לת) אורי
  • 14:26
  • 21.09.12

24 לו רק היו יותר בני אדם עוסקים בדברים החשובים באמת, פתרון בעיות מתמטיות, פענוח רזי היקום, הבנת המוח האנושי, ריפוי מחלות הגורמות סבל לאנושות, במקום להתקוטט על אדמה, במקום להעלב כי פגעו בקודשיהם, במקום לנסות דרכים חדשות לפגוע בשנואי נפשם, כי אז יכולנו לחיות בעולם נהדר.  (לת) נסיון שלישי
  • 14:36
  • 21.09.12

25 Abc 💀
  • 15:30
  • 21.09.12

אני פתרתי את זה מזמן, ב 31-2-1967

26 אמנם הוא יפני אבל החיד היא סינית בשבילי  (לת) יונתן
  • 16:00
  • 21.09.12

27 יש משהו כל כך סקסי במתמטיקאים האלה  (לת) נ
  • 16:17
  • 21.09.12

28 דוגמא לכך ש - d < c(תקנו אותי אם אני טועה) רוני
  • 17:31
  • 21.09.12

(a,b,c)=(81,1600,1681)

a=3x3x3x3
b=2x2x2x2x2x2x5x5
c=41x41

d=2x3x5x41=1230

d=1230<1681=c

29 נ"נ - אני אוהב אותך!!! עוף מוזר
  • 19:00
  • 21.09.12

(שלחתי אתמול בערב.)

30 פתרתי את היום בצהריים אסימפטוטי
  • 00:20
  • 22.09.12

היו לי שעתיים פנויות ועשיתי את זה. לא מסובך. בניגוד ליפאני המרחן, לא לקח לי 500 עמודים. עשיתי את זה בראש. אממה, שכחתי את התשובה בערב אחרי שהורדתי ראש (כרוב).

31 תגובה דורון
  • 02:23
  • 22.09.12

בבלוג שלכם ישנם תמיד ידיעות מענינות מתחומי החיים הפחות מתוקשרים .
כל הכבוד !

32 בטח מחר כבר תהיה כותרת של גדעון לוי : ביבי והשערת ה abc
  • 06:35
  • 22.09.12

ואז איזה גיבוב על שטחי a b ו c

33 יש בידי הוכחה קצרה אך אין לי מספיק פירמון
  • 13:16
  • 22.09.12

מקום בטוקבק הזה כדי לרשום אותה!

34 1. "רבע מאה" זה 25 שנה. זה נקרא עתיק?! 2. בעיה חייבת להיות "עתיקה" כדי שפתרונה יהיה מעניין? נא לא לתת כותרות מטופשות  (לת) רית
  • 14:05
  • 23.09.12

35 זו לא הבעיה של פרמזן? ההוא מהגבינה?  (לת) אחד
  • 15:27
  • 23.09.12

36 זה מרתק העניין הזה, אבל איפה כאן פריצת הדרך? מתי
  • 23:43
  • 23.09.12

אני לא מבין כמה מקרים צריך שיהיו כדי שקבוצת המקרים תקבל את התואר נדיר. ואם מספר המקרים הוא נדיר אז כנראה שהוא גם סופי, ואם הוא סופי אז מהו מספר המקרים? אני מניח שהיפני - מטבע ההשערה - לא נקב במספר שכזה, ואז, השאלה העוקבת תהיה איך אפשר יהיה להשתמש בעתיד בהוכחה של היפני, כאשר מספר המקרים הנדירים/שיעורם באוכלוסיית שלשות ABC לא ידוע, הסיכון גדל (כי לא ניתן לחשב הסתברות לכשלון יישומי) וצריך יהיה לסמוך על המזל. לטעמי המתמטי (המוגבל מאוד ביחס למה שמבקשים להוכיח), אם היפני לא נקב במספר המקרים הנדירים/שיעורם באוכלוסיית השלשות, אז אולי אין כאן פריצת דרך.

מישהו יכול לעזור?

37 כשה האדם יבין את המטמתיקה או המתמטיקה ?של הבריאה ,מה אז?? יוכל לברוא ? ואם כן? יחדל?!  (לת) נביא הזעם..........
  • 14:35
  • 24.09.12

38 איזה מוצ'י המוצ'יזוקי הזה! מובטחת תרומה גדולה לעולם המתמטיקה זוקימוצ'י
  • 16:17
  • 24.09.12

שאלה בבגרות 3 יחידות לימוד:
יש מכנה ל-3 מספרים 5, 7, 12 , מתי 2X3X5X7 קטן בהרבה מ-12
תשובה:
כמו שזה מנוסח בכתבה זה אף פעם לא יותר קטן מ-C.....

ככה זה עם גוגל טרנסלייט....

39 מה זה קטן בהרבה? איזו מן הגדרה זו במתמטיקה? אופיר
  • 23:06
  • 24.09.12

האם אתם יכולים לתת דוגמה למספר שבו d קטן מ c?

40 not beautiful not meaningful jim
  • 03:04
  • 25.09.12

philosophy at its worst
absolute waste of time

41 irrelevant meaningless boring ugly jim
  • 03:08
  • 25.09.12

mainly ugly

42 איך זה יעזור לאנושות?  (לת) קובי
  • 11:42
  • 27.09.12

43 אם הבנתי נכון - משפט ABC טוען שיש מספר סופי של אפשרויות - אז מהו המספר ?  (לת) Mati
  • 10:34
  • 02.10.12

44 זה מאוד שימושי. כל הזמן חיכיתי עם המצאת הטלפורטר ועכשו כשאני יודע שההשערה נכונה אני יכול להתקדם סופסוף. ירון
  • 15:22
  • 07.02.13

וככה כולנו נוכל ללכת הביתה יותר מאוחר ולהגיע יותר מוקדם. מספיק טוב בשבילכם?

פעילות
המלצות