主题
Search

庞加莱猜想


在最初的形式中,庞加莱猜想指出,每个单连通三维流形都同胚于三维球面(在拓扑学家的意义上) S^3,其中三维球面仅仅是通常球面维度上的推广。更通俗地说,该猜想认为,三维球面是唯一可能的不包含孔洞的有界三维空间类型。这个猜想最初由 H. Poincaré 于 1904 年提出(Poincaré 1953, pp. 486 和 498),随后推广为猜想:每个n-流形同伦等价于n-球面,当且仅当同胚n-球面。推广的陈述在n=3时简化为最初的猜想。

自庞加莱猜想首次提出以来,它一直被证明是一个棘手的问题,对其研究不仅导致了许多错误的证明,也加深了对拓扑学流形的理解(Milnor)。最早的错误证明之一是庞加莱自己提出的(1953, p. 370),早于他的猜想提出四年,庞加莱随后找到了一个反例。1934 年,Whitehead (1962, pp. 21-50) 提出了另一个错误的证明,然后发现了他自己定理的反例(怀特海链接)。

广义猜想的n=1情况是微不足道的,n=2情况是经典的(并且 19 世纪的数学家就已知道),n=3(最初的猜想)似乎已被 G. Perelman 最近的工作证明(尽管该证明尚未完全验证),n=4已由 Freedman (1982) 证明(为此他获得了 1986 年的菲尔兹奖),n=5已由 Zeeman (1961) 证明,n=6已由 Stallings (1962) 建立,而n>=7已由 Smale 在 1961 年证明(尽管 Smale 随后扩展了他的证明以包括所有n>=5)。

克雷数学研究所将该猜想列入其 100 万美元奖金问题清单。2002 年 4 月,M. J. Dunwoody 发表了一篇五页的论文,声称证明了该猜想。然而,Dunwoody 的手稿很快被发现存在根本性缺陷 (Weisstein 2002)。

Perelman (2002, 2003; Robinson 2003) 的工作建立了一个更一般的结果,称为瑟斯顿几何化猜想,庞加莱猜想立即从中得出。Perelman 的工作随后得到了验证,从而确立了该猜想。


参见

紧流形, Freedman 定理, 同胚, 同伦, 超球面, 流形, Property P, 单连通, Smale 定理, 球面, Stallings-Zeeman 定理, 瑟斯顿椭圆化猜想, 瑟斯顿几何化猜想, 拓扑学, 怀特海链接

使用 探索

参考文献

Adams, C. C. "庞加莱猜想、Dehn 手术和 Gordon-Luecke 定理。" §9.3 in The Knot Book: An Elementary Introduction to the Mathematical Theory of Knots. New York: W. H. Freeman, pp. 257-263, 1994.Batterson, S. Stephen Smale: The Mathematician Who Broke the Dimension Barrier. Providence, RI: Amer. Math. Soc., 2000. Bing, R. H. "关于与庞加莱猜想相关的 3-流形拓扑的某些方面。" In Lectures on Modern Mathematics, Vol. II (Ed. T. L. Saaty). New York: Wiley, pp. 93-128, 1964.Birman, J. "庞加莱猜想和闭合、可定向 2-流形的同胚群。" J. Austral. Math. Soc. 17, 214-221, 1974.Borwein, J. 和 Bailey, D. Mathematics by Experiment: Plausible Reasoning in the 21st Century. Wellesley, MA: A K Peters, pp. 38-39, 2003.Brodie, J. "佩雷尔曼向著名的数学难题解释了证明。" The Daily Princetonian. 2003 年 4 月 17 日。Clay Mathematics Institute. "庞加莱猜想。" http://www.claymath.org/millennium/Poincare_Conjecture/.Collins, G. P. "空间的形状。" Sci. Amer. 291, 94-103, 2004 年 7 月。Dunwoody, M. J. "庞加莱猜想的证明。" http://www.maths.soton.ac.uk/pure/viewabstract.phtml?entry=655. 修订版 2002 年 4 月 9 日。Freedman, M. H. "四维可微流形的拓扑。" J. Diff. Geom. 17, 357-453, 1982.Gabai, D. "Valentin Poenaru 的庞加莱猜想程序。" In Geometry, Topology, & Physics, Conf. Proc. Lecture Notes Geom. Topol., VI (Ed. S.-T. Yau). Cambridge, MA: International Press, pp. 139-166, 1995.Gillman, D. 和 Rolfsen, D. "标准脊柱的 Zeeman 猜想等价于庞加莱猜想。" Topology 22, 315-323, 1983.Jakobsche, W. "Bing-Borsuk 猜想比庞加莱猜想更强。" Fund. Math. 106, 127-134, 1980.Johnson, G. "数学家的甜甜圈和球体世界。" The New York Times, 2003 年 4 月 20 日, p. 5.Milnor, J. "庞加莱猜想。" http://www.claymath.org/millennium/Poincare_Conjecture/Official_Problem_Description.pdf.Milnor, J. W. "99 年后的庞加莱猜想:进展报告。" http://www.math.sunysb.edu/~jack/PREPRINTS/poiproof.pdf.Nikitin, S. "庞加莱猜想的证明" 2002 年 10 月 22 日. http://arxiv.org/abs/math.GT/0210334.Papakyriakopoulos, C. "将庞加莱猜想简化为群论猜想。" Ann. Math. 77, 250-205, 1963.Perelman, G. "Ricci 流的熵公式及其几何应用" 2002 年 11 月 11 日. http://arxiv.org/abs/math.DG/0211159.Perelman, G. "三维流形上的手术 Ricci 流" 2003 年 3 月 10 日. http://arxiv.org/abs/math.DG/0303109.Poincaré, H. "Cinquième complément à l'analysis situs." Rend. Circ. Mat. Palermo 18, 45-110, 1904. Reprinted in Oeuvres, Tome VI. Paris, 1953, p. 498.Œuvres de Henri Poincaré, tome VI. Paris: Gauthier-Villars, pp. 486 和 498, 1953.Robinson, S. "俄罗斯人报告说他解决了著名的数学问题。" The New York Times, p. D3, 2003 年 4 月 15 日。Rourke, C. "反驳庞加莱猜想的算法。" Turkish J. Math. 21, 99-110, 1997.Rubinstein, J. H. "多面体极小曲面、Heegaard 分裂和 3 维流形的判定问题。" In Geometric Topology. Proceedings of the 1993 Georgia International Topology Conference held at the University of Georgia, Athens, GA, August 2-13, 1993 (Ed. W. H. Kazez). Cambridge, MA: International Press, pp. 1-20, 1997.Stallings, J. "欧几里得空间的逐片线性结构。" Proc. Cambridge Philos. Soc. 58, 481-488, 1962.Smale, S. "大于四维的广义庞加莱猜想。" Ann. Math. 74, 391-406, 1961.Smale, S. "高维庞加莱猜想的故事(里约海滩上实际发生的事情)。" Math. Intell. 12, 44-51, 1990.Smale, S. "下个世纪的数学问题。" Math. Intelligencer 20, 第 2 期, 7-15, 1998.Smale, S. "下个世纪的数学问题。" In Mathematics: Frontiers and Perspectives 2000 (Ed. V. Arnold, M. Atiyah, P. Lax, 和 B. Mazur). Providence, RI: Amer. Math. Soc., 2000.Thickstun, T. L. "开放无环 3-流形、环定理和庞加莱猜想。" Bull. Amer. Math. Soc. 4, 192-194, 1981.Thompson, A. "S^3 的细位置和识别问题。" Math. Res. Letters 1, 613-630, 1994.Weisstein, E. W. "庞加莱猜想的所谓证明被穿孔。" Headline News, 2002 年 4 月 18 日. https://mathworld.net.cn/news/2002-04-18/poincare/.Weisstein, E. W. "庞加莱猜想被证明了——这次是真的。" Headline News, 2003 年 4 月 15 日. https://mathworld.net.cn/news/2003-04-15/poincare/.Whitehead, J. H. C. Mathematical Works, Vol. 2. London: Pergamon Press, 1962.Zeeman, E. C. "广义庞加莱猜想。" Bull. Amer. Math. Soc. 67, 270, 1961.Zeeman, E. C. "n>=5 的庞加莱猜想。" In Topology of 3-Manifolds and Related Topics, Proceedings of the University of Georgia Institute, 1961. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, pp. 198-204, 1961.

请引用为

Weisstein, Eric W. "庞加莱猜想。" 来自 Web 资源。 https://mathworld.net.cn/PoincareConjecture.html

学科分类