Klasifikace konečných jednoduchých skupin - Classification of finite simple groups - Wikipedia
Algebraická struktura → Skupinová teorie Skupinová teorie |
---|
![]() |
Nekonečná dimenzionální Lieova skupina
|
v matematika, klasifikace konečné jednoduché skupiny je věta o tom, že každý konečná jednoduchá skupina je buď cyklický nebo střídavý, nebo patří do široké nekonečné třídy zvané skupiny typu Lie, nebo je to jedna z dvaceti šesti nebo dvaceti sedmi výjimek, tzv sporadický. Skupinová teorie je ústředním bodem mnoha oblastí čisté a aplikované matematiky a věta o klasifikaci byla nazývána jedním z velkých intelektuálních úspěchů lidstva.[1] Důkaz se skládá z desítek tisíc stránek v několika stovkách článků v časopisech napsaných přibližně 100 autory, publikovaných většinou v letech 1955 až 2004.
Jednoduché skupiny lze považovat za základní stavební kameny všech konečné skupiny, připomínající způsob prvočísla jsou základní stavební kameny přirozená čísla. The Jordan – Hölderova věta je přesnější způsob vyjádření této skutečnosti o konečných skupinách. Významný rozdíl však od celočíselná faktorizace je to, že takové „stavební kameny“ nemusí nutně určovat jedinečnou skupinu, protože může existovat mnohoizomorfní skupiny se stejnými kompoziční série nebo, jinak řečeno, problém s rozšířením nemá jedinečné řešení.
Gorenstein (d. 1992), Lyons, a Solomon postupně zveřejňují zjednodušenou a revidovanou verzi důkazu.
Výrok o klasifikační větě
Teorém — Každý konečný jednoduchá skupina je izomorfní s jednou z následujících skupin:
- člen jedné ze tří nekonečných tříd, jmenovitě:
- the cyklické skupiny hlavního řádu,
- the střídavé skupiny stupně nejméně 5,
- the skupiny typu Lie[poznámka 1]
- jedna z 26 skupin nazvala „sporadické skupiny "
- the Skupina prsa (což je někdy považováno za 27. sporadickou skupinu).[poznámka 1]
Věta o klasifikaci má aplikace v mnoha oborech matematiky jako otázky o struktuře konečné skupiny (a jejich působení na jiné matematické objekty) lze někdy omezit na otázky týkající se konečných jednoduchých skupin. Díky teorému klasifikace lze na takové otázky někdy odpovědět kontrolou každé rodiny jednoduchých skupin a každé sporadické skupiny.
Daniel Gorenstein oznámil v roce 1983, že konečné jednoduché skupiny byly všechny klasifikovány, ale to bylo předčasné, protože byl nesprávně informován o důkazu klasifikace kvazithinové skupiny. Vyplněný důkaz o klasifikaci oznámil Aschbacher (2004) poté, co Aschbacher a Smith zveřejnili 1221stránkový důkaz chybějícího kvazithinového případu.
Přehled důkazu věty o klasifikaci
Gorenstein (1982, 1983 ) napsal dva svazky nastiňující nízkou a lichou charakteristickou část důkazu a Michael Aschbacher, Richard Lyons a Stephen D. Smith a kol. (2011 ) napsal třetí svazek pokrývající zbývající charakteristický případ 2. Důkaz lze rozdělit na několik hlavních částí následovně:
Skupiny malých dvouřadých
Jednoduché skupiny nízkých 2-pozice jsou většinou skupiny Lieova typu malého postavení nad poli liché charakteristiky, spolu s pěti střídavými a sedmi charakteristickými typy 2 a devíti sporadickými skupinami.
Jednoduché skupiny malých dvouřadých zahrnují:
- Skupiny dvouřadé 0, jinými slovy skupiny lichého pořadí, které jsou všechny řešitelný podle Feit-Thompsonova věta.
- Skupiny dvouřadých 1. Podskupiny Sylow 2 jsou buď cyklické, se kterými se snadno pracuje pomocí mapy přenosu, nebo zobecněné čtveřice, které jsou zpracovávány s Brauer – Suzukiho věta: zejména neexistují žádné jednoduché skupiny dvouřadého 1.
- Skupiny dvouřadého 2. Alperin ukázal, že podskupina Sylow musí být dihedrální, kvazidihedrální, věncovitá nebo Sylowova 2-podskupina U3(4). První případ provedl Věta Gorenstein – Walter který ukázal, že jediné jednoduché skupiny jsou izomorfní L2(q) pro q liché nebo A7, druhý a třetí případ provedl Alperin – Brauer – Gorensteinova věta což znamená, že jediné jednoduché skupiny jsou izomorfní L3(q) nebo U3(q) pro q liché nebo M11a poslední případ provedl Lyons, který to ukázal U3(4) je jediná jednoduchá možnost.
- Skupiny sekčních 2-pozice nejvýše 4, klasifikované podle Věta Gorenstein – Harada.
Klasifikace skupin malých dvouřadých, zvláště pak nejvýše dvou, velmi využívá běžnou a modulární teorii znaků, která se téměř nikdy přímo nepoužívá jinde v klasifikaci.
Všechny skupiny, které nejsou malého stupně 2, lze rozdělit do dvou hlavních tříd: skupiny typu komponent a skupiny typu 2. Je to proto, že pokud má skupina sekční 2-pozici alespoň 5, pak MacWilliams ukázal, že její 2 podskupiny Sylow jsou propojeny a věta o rovnováze znamená, že jakákoli jednoduchá skupina s připojenými podskupinami Sylow 2 je buď typu komponenty, nebo typu 2. (U skupin s nízkou úrovní 2 se důkaz toho rozpadá, protože věty jako funktor signalizátoru věta funguje pouze pro skupiny s elementárními abelianskými podskupinami hodnosti alespoň 3.)
Skupiny typu součásti
O skupině se říká, že je typu komponenty, pokud pro nějaký centralizátor C involuce, C/Ó(C) má komponentu (kde Ó(C) je jádrem C, maximální normální podskupina lichého řádu). Jedná se víceméně o skupiny Lieova typu liché charakteristiky velké hodnosti a střídavé skupiny spolu s některými sporadickými skupinami. Hlavním krokem v tomto případě je odstranění překážky jádro involuce. Toho je dosaženo B-věta, který uvádí, že každá složka C/Ó(C) je obraz komponenty C.
Myšlenka spočívá v tom, že tyto skupiny mají centralizátor involuce s komponentou, která je menší kvazinásobnou skupinou, o které lze předpokládat, že je již známá indukcí. Takže ke klasifikaci těchto skupin vezmeme každé centrální rozšíření každé známé konečné jednoduché skupiny a najde všechny jednoduché skupiny s centralizátorem involuce s tímto jako komponentou. To dává poměrně velký počet různých případů ke kontrole: existuje nejen 26 sporadických skupin a 16 rodin skupin Lieova typu a střídajících se skupin, ale také mnoho skupin malého postavení nebo nad malými poli se chová odlišně od obecného případ a musí se s nimi zacházet samostatně a skupiny Lieova typu sudé a liché charakteristiky jsou také zcela odlišné.
Skupiny typu 2
Skupina je typu charakteristického 2, pokud zobecněná montážní podskupina F*(Y) každé 2-místní podskupiny Y je skupina 2. Jak název napovídá, jedná se zhruba o skupiny Lieova typu nad poli charakteristiky 2 a několik dalších, které se střídají nebo jsou sporadické nebo liché. Jejich klasifikace je rozdělena na malé a velké hodnostní případy, kde hodnost je největší hodnost liché abelianské podskupiny normalizující netriviální 2-podskupinu, která je často (ale ne vždy) stejná jako hodnost kartanové subalgebry, když group je skupina Lieova typu v charakteristice 2.
Skupiny v pořadí 1 jsou slabé skupiny klasifikované Aschbacherem a skupiny v pořadí 2 jsou notoricky známé kvazithinové skupiny, klasifikované Aschbacherem a Smithem. Ty zhruba odpovídají skupinám Lieova typu v řadách 1 nebo 2 nad poli charakteristiky 2.
Skupiny s hodnocením nejméně 3 jsou dále rozděleny do 3 tříd podle trichotomická věta, prokázáno Aschbacherem pro 3. místo a Gorensteinem a Lyonem pro 4. místo. Tři třídy jsou skupiny typu GF (2) (klasifikované hlavně Timmesfeldem), skupiny „standardního typu“ pro některé liché prime (klasifikované Gilman-Griessova věta a práce několika dalších) a skupiny typu jedinečnosti, kde výsledek Aschbachera naznačuje, že neexistují žádné jednoduché skupiny. Obecný případ vyššího řádu se skládá většinou ze skupin typu Lie nad poli s charakteristikou 2 hodnosti alespoň 3 nebo 4.
Existence a jedinečnost jednoduchých skupin
Hlavní část klasifikace vytváří charakteristiku každé jednoduché skupiny. Poté je nutné zkontrolovat, zda pro každou charakterizaci existuje jednoduchá skupina a zda je jedinečná. To přináší velké množství samostatných problémů; například původní důkazy o existenci a jedinečnosti skupina příšer celkem asi 200 stran a identifikace Ree skupiny Thompson a Bombieri byla jednou z nejtěžších částí klasifikace. Mnoho důkazů o existenci a některé důkazy o jedinečnosti pro sporadické skupiny původně používaly počítačové výpočty, z nichž většina byla od té doby nahrazena kratšími důkazy.
Historie důkazu
Gorensteinův program
V roce 1972 Gorenstein (1979, Dodatek) oznámil program pro dokončení klasifikace konečných jednoduchých skupin, který se skládá z následujících 16 kroků:
- Skupiny s nízkým hodnocením 2. To v zásadě provedli Gorenstein a Harada, kteří klasifikovali skupiny s sekční 2-řadou nejvýše 4. Většina případů 2-řady nejvýše 2 byla provedena v době, kdy Gorenstein oznámil svůj program.
- Polojedinost 2 vrstev. Úkolem je dokázat, že 2-vrstva centralizátoru involuce v jednoduché skupině je polojednoduchá.
- Standardní forma v liché charakteristice. Pokud má skupina involuci s 2 složkou, což je skupina Lieova typu liché charakteristiky, cílem je ukázat, že má centralizátor involuce ve „standardní formě“, což znamená, že centralizátor involuce má komponentu, která je typu Lie v liché charakteristice a má také centralizátor 2. úrovně 1.
- Klasifikace skupin lichého typu. Úkolem je ukázat, že pokud má skupina centralizátor involuce ve „standardní formě“, pak jde o skupinu lichého typu liché charakteristiky. To vyřešil Aschbacher věta o klasické involuci.
- Kvazi-standardní forma
- Centrální involuce
- Klasifikace střídavých skupin.
- Některé sporadické skupiny
- Tenké skupiny. Jednoduché tenké konečné skupiny, ti s 2-místními str-rankujte maximálně 1 pro lichá prvočísla str, byly klasifikovány Aschbacherem v roce 1978
- Skupiny se silně vloženou podskupinou pro str zvláštní
- Metoda funktoru signalizátoru pro lichá prvočísla. Hlavním problémem je prokázat a funktor signalizátoru věta pro neřešitelné funktory signalizátoru. To vyřešil McBride v roce 1982.
- Skupiny charakteristik str typ. To je problém skupin se silným postavením str- zabudovaná 2-místní podskupina s str zvláštní, kterou zpracoval Aschbacher.
- Kvazithinové skupiny. A quasithinová skupina je ten, jehož 2 místní podskupiny mají str- hodnocení maximálně 2 pro všechna lichá prvočísla str, a problém je klasifikovat ty jednoduché typu charakteristické 2. To dokončili Aschbacher a Smith v roce 2004.
- Skupiny s nízkou 2-místní 3-řadou. To v zásadě vyřešil Aschbacher trichotomická věta pro skupiny s E(G) = 3. Hlavní změnou je, že 2-místní 3-pozice je nahrazena 2-místní str- hodnocení pro lichá prvočísla.
- Centralizátory 3 prvků ve standardní formě. To bylo v zásadě provedeno Věta o trichotomii.
- Klasifikace jednoduchých skupin typu 2. To řešil Gilmanova-Griessova věta, se 3 prvky nahrazen str-prvky pro lichá prvočísla.
Časová osa důkazu
Mnoho položek v seznamu níže je převzato z Solomon (2001). Uvedené datum je obvykle datem zveřejnění úplného důkazu o výsledku, což je někdy o několik let později než důkaz nebo první oznámení o výsledku, takže některé položky se objevují v „nesprávném“ pořadí.
Datum publikace | |
---|---|
1832 | Galois zavádí normální podskupiny a najde jednoduché skupiny An (n ≥ 5) a PSL2(Fstr) (str ≥ 5) |
1854 | Cayley definuje abstraktní skupiny |
1861 | Mathieu popisuje první dva Mathieu skupiny M11, M.12, první sporadické jednoduché skupiny, a oznamuje existenci M.24. |
1870 | Jordan uvádí několik jednoduchých skupin: alternativní a projektivní speciální lineární a zdůrazňuje význam jednoduchých skupin. |
1872 | Sylow dokazuje Sylowovy věty |
1873 | Mathieu představuje další tři Mathieu skupiny M22, M.23, M.24. |
1892 | Hölder dokazuje, že pořadí jakékoli neabelské konečné jednoduché skupiny musí být produktem alespoň čtyř (ne nutně odlišných) prvočísel, a požaduje klasifikaci konečných jednoduchých skupin. |
1893 | Cole klasifikuje jednoduché skupiny objednávek až do 660 |
1896 | Frobenius a Burnside začínají studovat teorii znaků konečných skupin. |
1899 | Burnside klasifikuje jednoduché skupiny tak, že centralizátor každé involuce je netriviální elementární abelianská 2 skupina. |
1901 | Frobenius dokazuje, že a Skupina Frobenius má jádro Frobenius, takže zejména není jednoduché. |
1901 | Dickson definuje klasické skupiny nad libovolnými konečnými poli a výjimečné skupiny typu G2 přes pole liché charakteristiky. |
1901 | Dickson představuje výjimečné konečné jednoduché skupiny typu E6. |
1904 | Burnside používá teorii znaků k prokázání Burnsideova věta že pořadí jakékoli neabelovské konečné jednoduché skupiny musí být dělitelné nejméně 3 odlišnými prvočísly. |
1905 | Dickson zavádí jednoduché skupiny typu G.2 přes pole dokonce charakteristické |
1911 | Burnsideovy domněnky, že každá neabelovská konečná jednoduchá skupina má dokonce pořádek |
1928 | Hall dokazuje existenci Hall podskupiny řešitelných skupin |
1933 | Hall začíná studovat str-skupiny |
1935 | Brauer zahajuje studium modulární znaky. |
1936 | Zassenhaus klasifikuje konečné ostře 3-tranzitivní permutační skupiny |
1938 | Kování zavádí Montáž podskupiny a dokazuje Fittingovu větu, že pro řešitelné skupiny obsahuje podskupina Fitting svůj centralizátor. |
1942 | Brauer popisuje modulární znaky skupiny dělitelné prvočíslem na první mocninu. |
1954 | Brauer klasifikuje jednoduché skupiny pomocí GL2(Fq) jako centralizátor involuce. |
1955 | The Brauer – Fowlerova věta znamená, že počet konečných jednoduchých skupin s daným centralizátorem involuce je konečný, což naznačuje útok na klasifikaci pomocí centralizátorů involucí. |
1955 | Chevalley představuje Skupiny Chevalley, zejména zavedení výjimečných jednoduchých skupin typů F4, E7, a E8. |
1956 | Hall – Higmanova věta |
1957 | Suzuki ukazuje, že vše je konečné jednoduché CA skupiny lichého řádu jsou cyklické. |
1958 | The Věta Brauer – Suzuki – Wall charakterizuje projektivní speciální lineární skupiny 1. úrovně a klasifikuje jednoduché CA skupiny. |
1959 | Steinberg představuje Steinbergovy skupiny, dává několik nových konečných jednoduchých skupin typů 3D4 a 2E6 (ty byly nezávisle nalezeny přibližně ve stejnou dobu prsy). |
1959 | The Brauer – Suzukiho věta o skupinách se zobecněným čtveřicí Sylow 2-podskupiny zejména ukazují, že žádná z nich není jednoduchá. |
1960 | Thompson dokazuje, že skupina s bezporuchovým automatismem hlavního řádu je nilpotentní. |
1960 | Feit, Marshall Hall a Thompson ukazují, že vše je konečné jednoduché Skupiny CN lichého řádu jsou cyklické. |
1960 | Suzuki představuje Suzuki skupiny, s typy 2B2. |
1961 | Ree představuje Ree skupiny, s typy 2F4 a 2G2. |
1963 | Feit a Thompson dokazují věta o lichém pořadí. |
1964 | Tits zavádí páry BN pro skupiny typu Lie a najde Skupina prsa |
1965 | The Věta Gorenstein – Walter klasifikuje skupiny s dvojitou podskupinou Sylow. |
1966 | Glauberman dokazuje Věta Z * |
1966 | Janko představuje Janko skupina J1, první nová sporadická skupina asi sto let. |
1968 | Glauberman dokazuje Věta ZJ |
1968 | Higman a Sims představují Skupina Higman – Sims |
1968 | Conway představuje Skupiny Conway |
1969 | Walterova věta klasifikuje skupiny s 2 podskupinami abelian Sylow |
1969 | Představení Sporadická skupina Suzuki, Janko skupina J2, Janko skupina J3, McLaughlinova skupina a Držená skupina. |
1969 | Gorenstein představuje funktory signalizátoru na základě Thompsonových nápadů. |
1970 | MacWilliams ukazuje, že 2-skupiny bez normální abelianské podskupiny 3. úrovně mají sekční 2-pozici maximálně 4. (Jednoduché skupiny s podskupinami Sylow splňujícími druhou podmínku byly později klasifikovány Gorensteinem a Haradou.) |
1970 | Bender představil zobecněná montážní podskupina |
1970 | The Alperin – Brauer – Gorensteinova věta klasifikuje skupiny s kvazi-dihedrálním nebo zahaleným Sylow 2-podskupinami, dokončení klasifikace jednoduchých skupin 2-rank nejvýše 2 |
1971 | Fischer představuje tři Fischerovy skupiny |
1971 | Thompson klasifikuje kvadratické páry |
1971 | Bender klasifikuje skupinu s a silně zabudovaná podskupina |
1972 | Gorenstein navrhuje 16krokový program pro klasifikaci konečných jednoduchých skupin; konečná klasifikace docela pečlivě sleduje jeho obrysy. |
1972 | Lyons představuje Lyonsova skupina |
1973 | Rudvalis představuje Skupina Rudvalis |
1973 | Fischer objevuje skupina dětských příšer (nepublikováno), které Fischer a Griess používají k objevení skupina příšer, což zase vede Thompsona k Thompsonova sporadická skupina a Norton do Skupina Harada – Norton (také Harada našel jiným způsobem). |
1974 | Thompson klasifikuje N-skupiny, skupiny, jejichž všechny místní podskupiny jsou řešitelné. |
1974 | The Věta Gorenstein – Harada klasifikuje jednoduché skupiny sekčních dvouřadých nanejvýš 4 a dělí zbývající konečné jednoduché skupiny na skupiny komponentního typu a skupiny charakteristického typu 2. |
1974 | Tits ukazuje, že skupiny s BN páry hodnosti nejméně 3 jsou skupiny typu Lie |
1974 | Aschbacher klasifikuje skupiny s vlastní 2 generované jádro |
1975 | Gorenstein a Walter dokazují Věta o L-rovnováze |
1976 | Glauberman dokazuje, že je řešitelný funktor signalizátoru teorém |
1976 | Aschbacher dokazuje věta o složce, zhruba ukazující, že skupiny lichého typu splňující určité podmínky mají komponentu ve standardním tvaru. Skupiny se složkou standardní formy byly zařazeny do velké sbírky příspěvků mnoha autorů. |
1976 | O'Nan představuje O'Nan skupina |
1976 | Janko představuje Janko skupina J4, poslední objevená sporadická skupina |
1977 | Aschbacher ve své skupině charakterizuje skupiny Lieova typu liché charakteristiky věta o klasické involuci. Po této větě, která se v jistém smyslu zabývá „většinou“ jednoduchých skupin, se obecně mělo za to, že konec klasifikace je v dohledu. |
1978 | Timmesfeld dokazuje O.2 mimospeciální věta, prolomení klasifikace skupiny typu GF (2) do několika menších problémů. |
1978 | Aschbacher klasifikuje tenké konečné skupiny, což jsou většinou skupiny 1 typu Lieova typu nad poli sudých charakteristik. |
1981 | Bombieri používá eliminační teorii k dokončení Thompsonovy práce na charakterizaci Ree skupiny, jeden z nejtěžších kroků klasifikace. |
1982 | McBride dokazuje věta funktoru signalizátoru pro všechny konečné skupiny. |
1982 | Griess konstruuje skupina příšer ručně |
1983 | The Gilmanova-Griessova věta klasifikuje skupiny typu 2 a hodnotí alespoň 4 se standardními složkami, jedním ze tří případů trichotomické věty. |
1983 | Aschbacher dokazuje, že žádná konečná skupina nesplňuje hypotézu případ jedinečnosti, jeden ze tří případů daných trichotomickou větou pro skupiny typu 2. |
1983 | Gorenstein a Lyons dokazují trichotomická věta pro skupiny typu 2 s hodnocením alespoň 4, zatímco Aschbacher dělá případ stupně 3. Tím se tyto skupiny dělí na 3 subkapsy: případ jedinečnosti, skupiny typu GF (2) a skupiny se standardní složkou. |
1983 | Gorenstein oznamuje, že důkaz o klasifikaci je úplný, poněkud předčasně, protože důkaz případu quasithinu byl neúplný. |
1994 | Gorenstein, Lyons a Solomon začínají vydávat revidovanou klasifikaci |
2004 | Aschbacher a Smith publikují svou práci na kvazithinové skupiny (což jsou většinou skupiny Lieova typu hodnosti nanejvýš 2 nad poli sudých charakteristik), což vyplňuje poslední mezeru v tehdy známé klasifikaci. |
2008 | Harada a Solomon vyplňují malou mezeru v klasifikaci popisem skupin standardní složkou, která je obálkou Skupina Mathieu M22, případ, který byl omylem vynechán z dokladu o klasifikaci kvůli chybě ve výpočtu Schurova multiplikátoru M22. |
2012 | Gonthier a spolupracovníci ohlašují počítačově kontrolovanou verzi Feit-Thompsonova věta za použití Coq důkaz asistent.[2] |
Klasifikace druhé generace
Důkaz věty, tak jak existoval kolem roku 1985, lze nazvat první generace. Vzhledem k extrémní délce důkazu první generace bylo věnováno velké úsilí nalezení jednoduššího důkazu, zvaného a důkaz klasifikace druhé generace. Toto úsilí zvané „revizionismus“ původně vedlo Daniel Gorenstein.
Od roku 2019[Aktualizace], bylo vydáno osm svazků důkazů druhé generace (Gorenstein, Lyons & Solomon 1994, 1996, 1998, 1999, 2002, 2005, 2018a, 2018b). V roce 2012 Solomon odhadoval, že projekt bude potřebovat dalších 5 svazků, ale uvedl, že pokrok v nich byl pomalý. Odhaduje se, že nový důkaz nakonec zaplní přibližně 5 000 stránek. (Tato délka částečně vychází z toho, že důkaz druhé generace byl napsán uvolněnějším stylem.) Aschbacher a Smith napsali své dva svazky věnované případu kvazithinu takovým způsobem, že tyto svazky mohou být součástí důkazu druhé generace.
Gorenstein a jeho spolupracovníci uvedli několik důvodů, proč je možný jednodušší důkaz.
- Nejdůležitější je, že je nyní známo správné konečné tvrzení věty. Lze použít jednodušší techniky, o nichž je známo, že jsou adekvátní pro typy skupin, o kterých víme, že jsou konečné jednoduché. Naproti tomu ti, kteří pracovali na důkazu první generace, nevěděli, kolik sporadických skupin existuje, a ve skutečnosti některé ze sporadických skupin (např. Janko skupiny ) byly objeveny při dokazování dalších případů věty o klasifikaci. Ve výsledku bylo mnoho částí věty prokázáno pomocí technik, které byly příliš obecné.
- Protože závěr nebyl znám, první generace důkazu se skládá z mnoha samostatných vět, zabývajících se důležitými zvláštními případy. Velká část práce s dokazováním těchto vět byla věnována analýze mnoha zvláštních případů. Vzhledem k rozsáhlejšímu a organizovanému důkazu lze řešení mnoha z těchto zvláštních případů odložit, dokud nelze uplatnit nejmocnější předpoklady. Cena zaplacená v rámci této revidované strategie spočívá v tom, že tyto věty první generace již nemají poměrně krátké důkazy, ale místo toho se spoléhají na úplnou klasifikaci.
- Mnoho vět první generace se překrývá, a tak dělí možné případy neefektivním způsobem. Výsledkem bylo, že rodiny a podskupiny konečných jednoduchých skupin byly identifikovány několikrát. Revidovaný důkaz eliminuje tato propouštění tím, že se spoléhá na jiné dělení případů.
- Teoretici konečných skupin mají s tímto druhem cvičení více zkušeností a mají k dispozici nové techniky.
Aschbacher (2004) nazval práci na problému klasifikace Ulricha Meierfrankenfelda, Bernda Stellmachera, Gernota Strotha a několika dalších, program třetí generace. Jedním z cílů je zacházet se všemi skupinami v charakteristice 2 jednotně pomocí amalgámové metody.
Proč je důkaz tak dlouhý?
Gorenstein diskutoval o některých důvodech, proč nemusí existovat krátký důkaz klasifikace podobný klasifikaci kompaktní Lieovy skupiny.
- Nejviditelnějším důvodem je, že seznam jednoduchých skupin je poměrně komplikovaný: s 26 sporadickými skupinami bude pravděpodobně mnoho zvláštních případů, které je třeba vzít v úvahu v jakémkoli důkazu. Doposud nikdo nenašel čistý jednotný popis konečných jednoduchých skupin podobný parametrizaci kompaktních Lieových skupin podle Dynkinovy diagramy.
- Atiyah a další navrhli, že klasifikace by měla být zjednodušena konstrukcí nějakého geometrického objektu, na který skupiny působí, a následnou klasifikací těchto geometrických struktur. Problém je v tom, že nikdo nedokázal navrhnout snadný způsob, jak najít takovou geometrickou strukturu spojenou s jednoduchou skupinou. V jistém smyslu klasifikace funguje tak, že najde geometrické struktury jako např BN páry, ale toto přichází až na konci velmi dlouhé a obtížné analýzy struktury konečné jednoduché skupiny.
- Dalším návrhem pro zjednodušení důkazu je větší využití teorie reprezentace. Problém je v tom, že teorie reprezentace se zdá, že vyžaduje velmi přísnou kontrolu nad podskupinami skupiny, aby fungovala dobře. U skupin s malou hodností má člověk takovou kontrolu a teorie reprezentace funguje velmi dobře, ale u skupin s vyšší hodností se jí nikdo nepodařilo ji použít ke zjednodušení klasifikace. V počátcích klasifikace bylo vynaloženo značné úsilí na použití teorie reprezentace, ale to nikdy nedosáhlo velkého úspěchu v případě vyšší hodnosti.
Důsledky klasifikace
Tato část uvádí některé výsledky, které byly prokázány pomocí klasifikace konečných jednoduchých skupin.
- The Schreierova domněnka
- The Věta funktoru signalizátoru
- The B domněnka
- The Schur – Zassenhausova věta pro všechny skupiny (i když to používá pouze Feit-Thompsonova věta ).
- Přechodná permutační skupina na konečné sadě s více než 1 prvkem má prvek s pevným bodem bez hlavního řádu.
- Klasifikace 2-tranzitivní permutační skupiny.
- Klasifikace pořadí 3 permutačních skupin.
- The Simsova domněnka[3]
- Frobeniova domněnka o počtu řešení Xn = 1.
Viz také
Poznámky
- ^ A b Nekonečná rodina Ree skupiny typu 2F4(22n+1) obsahuje pouze konečné skupiny typu Lie. Jsou jednoduché pro n≥1; pro n=0, skupina 2F4(2) není jednoduchý, ale obsahuje jednoduchý podskupina komutátoru 2F4(2)′. Pokud tedy nekonečná rodina komutátorových skupin typu 2F4(22n+1)′ je považována za systematickou nekonečnou rodinu (všechny Lieova typu kromě n=0), skupina Prsa T: = 2F4(2)′ (jako člen této nekonečné rodiny) není sporadický.
Reference
- ^ de Garis, Hugo (23. dubna 2016). „Největší intelektuální úspěch lidstva: Věta o klasifikaci konečných jednoduchých skupin“. Citováno 11. května 2020.
- ^ „Věta o Feit-Thompsonovi byla úplně zkontrolována v Coq“. Msr-inria.inria.fr. 20. 9. 2012. Archivovány od originál dne 19. 11. 2016. Citováno 2012-09-25.
- ^ Cameron, P. J.; Praeger, C. E.; Saxl, J.; Seitz, G. M. (1983). "O simulovaných dohadech a přechodových grafech vzdálenosti". Býk. London Math. Soc. 15 (5): 499–506. doi:10.1112 / blms / 15.5.499.
- Aschbacher, Michael (2004). „Stav klasifikace konečných jednoduchých skupin“ (PDF). Oznámení Americké matematické společnosti. 51 (7). str. 736–740.
- Aschbacher, Michael; Lyons, Richard; Smith, Stephen D .; Solomon, Ronald (2011), Klasifikace konečných jednoduchých skupin: Skupiny charakteristického typu 2 Matematické průzkumy a monografie 172, ISBN 978-0-8218-5336-8
- Conway, John Horton; Curtis, Robert Turner; Norton, Simon Phillips; Parker, Richard A.; Wilson, Robert Arnott (1985), Atlas konečných skupin: maximální podskupiny a běžné znaky pro jednoduché skupiny, Oxford University Press, ISBN 978-0-19-853199-9
- Gorenstein, D. (1979), "Klasifikace konečných jednoduchých skupin. I. Jednoduché skupiny a lokální analýza", Americká matematická společnost. Bulletin. Nová řada, 1 (1): 43–199, doi:10.1090 / S0273-0979-1979-14551-8, ISSN 0002-9904, PAN 0513750
- Gorenstein, D. (1982), Konečné jednoduché skupinyUniversity University in Mathematics, New York: Plenum Publishing Corp., ISBN 978-0-306-40779-6, PAN 0698782
- Gorenstein, D. (1983), Klasifikace konečných jednoduchých skupin. Sv. 1. Skupiny necharakteristického typu 2, The University Series in Mathematics, Plenum Press, ISBN 978-0-306-41305-6, PAN 0746470
- Daniel Gorenstein (1985), „The Enormous Theorem“, Scientific American, 1. prosince 1985, roč. 253, č. 6, s. 104–115.
- Gorenstein, D. (1986), "Klasifikace konečných jednoduchých skupin", Americká matematická společnost. Bulletin. Nová řada, 14 (1): 1–98, doi:10.1090 / S0273-0979-1986-15392-9, ISSN 0002-9904, PAN 0818060
- Gorenstein, D.; Lyons, Richard; Solomon, Ronald (1994), Klasifikace konečných jednoduchých skupin Matematické průzkumy a monografie 40„Providence, R.I .: Americká matematická společnost, ISBN 978-0-8218-0334-9, PAN 1303592
- Gorenstein, D.; Lyons, Richard; Solomon, Ronald (1996), Klasifikace konečných jednoduchých skupin, číslo 2 Matematické průzkumy a monografie 40„Providence, R.I .: Americká matematická společnost, ISBN 978-0-8218-0390-5, PAN 1358135
- Gorenstein, D.; Lyons, Richard; Solomon, Ronald (1998), Klasifikace konečných jednoduchých skupin, číslo 3 Matematické průzkumy a monografie 40„Providence, R.I .: Americká matematická společnost, ISBN 978-0-8218-0391-2, PAN 1490581
- Gorenstein, D.; Lyons, Richard; Solomon, Ronald (1999), Klasifikace konečných jednoduchých skupin, číslo 4. Část II, kapitoly 1-4: Věty o jedinečnosti Matematické průzkumy a monografie 40„Providence, R.I .: Americká matematická společnost, ISBN 978-0-8218-1379-9, PAN 1675976
- Gorenstein, D.; Lyons, Richard; Solomon, Ronald (2002), Klasifikace konečných jednoduchých skupin, číslo 5 Matematické průzkumy a monografie 40„Providence, R.I .: Americká matematická společnost, ISBN 978-0-8218-2776-5, PAN 1923000
- Gorenstein, D.; Lyons, Richard; Solomon, Ronald (2005), Klasifikace konečných jednoduchých skupin, číslo 6: Část IV: Zvláštní lichý případ Matematické průzkumy a monografie 40„Providence, R.I .: Americká matematická společnost, ISBN 978-0-8218-2777-2, PAN 2104668
- Gorenstein, D.; Lyons, Richard; Solomon, Ronald (2018), Klasifikace konečných jednoduchých skupin, číslo 7: Část III, kapitoly 7–11: Obecný případ, fáze 3b a 4a Matematické průzkumy a monografie 40„Providence, R.I .: Americká matematická společnost, ISBN 978-0-8218-4069-6, PAN 3752626
- Gorenstein, D.; Lyons, Richard; Solomon, Ronald (2018), Klasifikace konečných jednoduchých skupin, číslo 8: Část III, kapitoly 12–17: Obecný případ, dokončeno Matematické průzkumy a monografie 40„Providence, R.I .: Americká matematická společnost, ISBN 978-1-4704-4189-0
- Mark Ronan, Symetrie a monstrum, ISBN 978-0-19-280723-6, Oxford University Press, 2006. (Stručný úvod pro laického čtenáře)
- Marcus du Sautoy, Hledání Moonshine, Čtvrtý majetek, 2008, ISBN 978-0-00-721461-7 (další úvod pro laického čtenáře)
- Ron Solomon (1995) "O konečných jednoduchých skupinách a jejich klasifikaci," Oznámení Americké matematické společnosti. (Ne příliš technické a dobré v historii)
- Solomon, Ronald (2001), „Stručná historie klasifikace konečných jednoduchých skupin“ (PDF), Americká matematická společnost. Bulletin. Nová řada, 38 (3): 315–352, doi:10.1090 / S0273-0979-01-00909-0, ISSN 0002-9904, PAN 1824893 - článek vyhrál Cena Levi L. Conanta pro výstavu
- Thompson, John G. (1984), "Finite un sololver groups", v Gruenberg, K. W .; Roseblade, J. E. (eds.), Skupinová teorie. Eseje pro Philipa Halla, Boston, MA: Akademický tisk, s. 1–12, ISBN 978-0-12-304880-6, PAN 0780566
- Wilson, Robert A. (2009), Konečné jednoduché skupiny, Postgraduální texty z matematiky 251, 251, Berlín, New York: Springer-Verlag, doi:10.1007/978-1-84800-988-2, ISBN 978-1-84800-987-5, Zbl 1203.20012
externí odkazy
- ATLAS zastoupení konečných skupin. Prohledávatelná databáze reprezentace a další data pro mnoho konečných jednoduchých skupin.
- Elwes, Richard, "Obrovská věta: klasifikace konečných jednoduchých skupin," Plus časopis, Číslo 41, prosinec 2006. Pro laiky.
- Madore, David (2003) Objednávky neabelských jednoduchých skupin. Zahrnuje seznam všech nonabelianských jednoduchých skupin až do pořadí 1010.
- V jakém smyslu je klasifikace všech konečných skupin „nemožná“?