Hvilket formål tjener de store matematiske problemene?
I 1939 ankom en matematikkstudent ved University of California, Berkeley (USA) sent for klassen. Før leksjonen var ferdig, skrev han de to oppgavene som professoren hadde skrevet på tavla i notatboken sin, forutsatt at de var tildelte lekser. Studenten tok noen dager på å levere løsningene, siden oppgaven var vanskeligere enn vanlig. Noen uker senere, på en søndag klokka 8, ble studenten og hans kone vekket av lyden av noen som banket på døren til huset deres. Det var professoren i en tilstand av stor spenning; disse matematiske formuleringene skrevet på tavlen var ikke øvelser for klassen, men snarere to berømte statistikkproblemer som ingen hadde klart å løse, til da.
Studenten var matematikeren George Dantzig, som døde i 2005, ansett som far til lineær programmering og kjent for sine bidrag innen statistikk, informatikk og økonomisk analyse. Dantzig selv fortalt historien i 1986 i et intervju med tidsskriftet College Mathematics Journal. Episoden illustrerer legendariske aura som omgir de store matematiske problemene og deres hovedpersoner; historien er sant, selv om noen versjoner har pyntet den og plassert Dantzig i en avsluttende eksamen som bare han var i stand til å fullføre.
Av en eller annen grunn har de eksentriske matematikerne ha har populær appell. Sylvia Nasar, forfatter av biografien til John Nash A Beautiful Mind som inspirerte filmen med samme tittel, likestiller dem til rockestjerner. Som et eksempel på opprør er tilfellet med den russiske matematikeren Grigori Perelman, som bare løste Poincaré-gjetningen for å avvise Fields-medaljen og prisen på en million dollar tilbudt av Clay Mathematics Institute.
Antagelsen foreslått av Henri Poincaré i 1904 sier at, akkurat som et gummibånd rundt en kule kan krympe til det reduseres til et enkelt punkt uten å løsne seg fra overflaten, gjelder det samme for en hypersfære i fire dimensjoner; og dette skjer i sin tur ikke med en smultringformet kropp. Poincaré-formodningen er den eneste løste av de syv årtusenproblemene, hver utstyrt med en million dollar premie av Clay Institute. Til nå har de resterende seks avbøyd angrepene fra menneskehetens lyseste sinn.
Men hva har disse store problemene som lar dem fange ikke bare matematikernes intellektuelle innsats, men også folkelig nysgjerrighet? Hvilke fordeler vil løsningen gi oss? «Naturen til disse problemene er at løsningen på noen av dem sannsynligvis vil ha dype implikasjoner for menneskelivet,» sier OpenMind matematikeren og popularisereren Keith Devlin, medstifter og direktør for Institute for Advanced Research in Human Sciences and Technologies. (H- STAR), som tilhører Stanford University (USA). Devlin er forfatteren av The Millennium Problems: The Seven Greatest Unsolved Mathematical Puzzles of Our Time (Granta Books, 2004), en bok som forklarer de syv Millenniumproblemene. For Devlin , av de mange matematiske gåtene som skal løses, «Millenniumproblemene som fremdeles er uløste er øverst på listen».
Blant dem er Riemann-hypotesen, med henvisning til fordelingen av primtall, som bli stadig sjeldnere når man går gjennom listen over heltall. På sin side spør P mot NP-problemet om løsningen også er tilgjengelig, gitt løsningen på et problem som er lett å sjekke. Problemet med eksistensen av Yang-Mills og massegapet refererer til interaksjonen mellom kvantepartikler, mens Navier-Stokes-ligningene beskriver bevegelsen av væsker. De resterende to problemene, begge veldig kompliserte å forklare, er Hodge Conjecture og Birch and Swinnerton-Dyer-formodningen. Og til slutt, utenfor listen over årtusenproblemer, men veldig mye sendt i media og uten bevis siden 1742, er Goldbachs gjetning som foreslår at hvert like tall som er større enn 2 kan uttrykkes som summen av to primtall.
Ifølge Devlin kan løsningene på noen av disse problemene ha praktiske implikasjoner: Riemann-hypotesen huser potensielle implikasjoner for fysikk og kommunikasjonsteknologi; P versus NP for industri, handel og internett sikkerhet; og Poincaré-formodningen for design og produksjon av elektroniske komponenter.Men mens det viktigste for et spørsmål for det meste av vanlige dødelige er å vite svaret, presiserer Devlin at dette ikke er tilfelle for de største gåtene i matematikken; nøkkelen ligger ikke i «å vite hva svarene er», men snarere i «løsningsmetoden der man håper å finne mange fordeler for menneskeheten.» «Vanligvis har det ingen verdi annet enn nysgjerrighet å vite svaret på hvilket matematisk problem som helst,» sier eksperten. «Matematikere har faktisk veldig liten interesse for det spesifikke svaret på et spørsmål. Snarere ligger interessen i hvordan man når det svaret. ”
Av Javier Yanes for Ventana al Conocimiento
@ yanes68