代数数论

以代数数域和代数整数为研究对象的数论分支
代数数论(algebraic number theory[1])是数论的一个分支。[14]它利用代数工具来研究数论问题,研究对象是代数数域和代数整数,其中代数数域为有理数域的有限扩域。[10]
数论大约有3000年的历史[10],而代数数论的建立是从19世纪德国数学家高斯(Gauss)出版的《算术研究》一书开始的。[2]他开创了同余理论的研究,通过引入复整数的概念开辟了代数数论这一新的数论分支。另一位德国数学家库默尔(Kummer)对于学科的贡献主要在于费马大定理证明的推进,他开始了理想数理论的研究,平息了当时的争议。[3]戴德金(Dedekind)在库默尔理论的基础上,用抽象和代数化的方式讲述数论,同时避免了大量的具体计算,其1877年所写的《代数整数论》一书奠定了经典代数数论的基础。1920年,日本数学家高木贞治(Takagi Teiji)创建了类域论,他的证明综合采用了代数方法和解析方法。[2]1933年,谢瓦莱(Chevalley)摆脱了阿廷(Artin)的解析方法,将类域论推广至有限域及局部域,为局部类域论的建立创造了条件。[4]20世纪40年代开始,复杂的猜想接连被攻破。韦伊(A.Weil)用代数几何的方法证明了函数域上类似的黎曼猜想[5]后来,人们相继验证了高维韦伊猜想、二维的朗兰兹局部猜想以及莫德尔猜想。[15]1994年,怀尔斯(Andrew Wiles)在经历了一番波折后终于实现了费马大定理的证明。[6]
代数数论的分支有类域论以及算数代数几何,[4][16]其研究可采用解析方法。[10]该学科的基本理论包括理想的分解[11]理想类群[11]、p进数域[11]戴德金Zeta函数[12]、单位群以及局部数域。[13][11]其中,理想数理论为著名费马大定理的证明做出了贡献。[17]此外,代数数论的理论与成果在现实世界中应用广泛,如在通信工程领域,把信息编成二元域集合中的元素组,可以帮助检查与纠错,提升传输的准确性。[9]

学科简介

代数数论是数论的一个分支,[18]它通过代数工具解决数论问题,[10]研究工具复杂而深刻,属于高等数论的范畴。该学科倾向于从代数结构的角度研究各类整环的性质,其中代数结构是指具备一个以上运算的非空集合,以群、环、域为代表。[18]