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¿Qué problema en matemática pura requería técnicas de solución de la más amplia gama de subdisciplinas matemáticas?

(Esta es una reafirmación de una pregunta sobre las Matemáticas.SÍ, donde las soluciones fueron un poco decepcionantes. Estoy esperando que los matemáticos profesionales aquí podría haber una solución mejor).


¿Cuáles son algunos problemas en las matemáticas puras que requieren(d) técnicas de solución de la más amplia y la más dispares rango de sub-disciplinas de la matemática? La dificultad o importancia o aplicación en el mundo real del problema no es mi preocupación, pero en lugar de la amplitud de la gama de sub-disciplinas necesarias para su solución. La respuesta ideal sería un problema que requiere, por ejemplo, la teoría de números, teoría de grupos, teoría de conjuntos, la lógica formal, homotopy teoría, la teoría de grafos, combinatoria, geometría, y así sucesivamente.

Por supuesto, la mayoría de las sub-ramas de las matemáticas se superponen con otras sub-ramas, tan sólo para ser claros, en este caso debe tener en cuenta dos sub-ramas como independiente si tienen listas separadas (números) en las Matemáticas de Clasificación de materias en el momento del resultado. (Más tarde, y posiblemente en respuesta a ese resultado, el Tema de las Clasificaciones podrían ser ligeramente modificado.)

Una de las razones por las que estoy interesado en este problema es, por analogía, a la tecnología. Más y más problemas en la tecnología requieren de una variedad de disciplinas, por ejemplo, ingeniería eléctrica, ciencias de los materiales, la psicología de la percepción, la óptica, la física térmica, y así sucesivamente. Es este también el caso en la investigación de la matemática?

No estoy pidiendo una opinión-esta pregunta está basada en hechos, o, como mínimo, un resumen de la cuantificación de los puntos de vista de expertos de la investigación matemáticos, matemáticas editores de revistas, libros de texto de matemáticas de los autores, y así sucesivamente. El problema se puede minimizar la dependencia de la opinión de fundición como un objetivamente verificables pregunta (al menos en principio):

Lo que la investigación de matemáticas de papel, teorema o resultado ha sido clasificado en el momento de los resultados con el mayor número de Matemáticas Tema de la Clasificación de los números?

Por otra parte, como se señaló en un comentario, las divisiones (y por lo tanto, Sujeto números de Clasificación) son establecidos por expertos en analizar el estado actual de las matemáticas, especialmente de sus fundaciones.

La respuesta ideal sería apuntar a un documento en particular, un resultado, un teorema, donde uno puede identificar objetivamente el rango de sub-ramas que se lleva a la práctica en la prueba o resultado (como, por ejemplo, podría ser documentado en las Matemáticas de Clasificación de materias o de aparición en los libros de texto de diferentes campos). Tal vez podemos señalar en particular a los matemáticos de diferentes sub-campos que han colaborado en el resultado.

36voto

Volodymyr Puntos 21

La prueba de la conjetura de Ramanujan por Deligne. Usa:

  • teoría de los números

  • geometría algebraica

  • topología

  • teoría de la representación

  • álgebra conmutativa

  • análisis complejo

27voto

jt. Puntos 3116

No estoy calificado para certificar la optimalidad, pero yo siempre he pensado que la Mostow rigidez teorema es un buen candidato. El teorema dice que cada isomorfismo entre los grupos fundamentales de dos finito volumen hiperbólico colectores de dimensión al menos 3 es inducida por un único isometría. Mostow original de la prueba (para el caso compacto) se utiliza:

  • Geometría de riemann
  • Conformación de la geometría
  • Geométrico teoría de grupos
  • Teoría de la representación
  • Ergodic theory
  • Un poco de teoría de números

Para generalizaciones simétricos espacios que necesita la geometría algebraica y la más grave de la teoría de números así.

25voto

ricree Puntos 5055

Uno relativamente reciente, resultado que viene a la mente es la Kadison-Cantante problema, el cual fue formulado originalmente en 1959 como una pregunta en $C^*$-álgebra teoría, pero fue sucesivamente reducido a más manejable y accesible preguntas en otros campos por varios matemáticos (incluyendo la MathOverflow miembro Nik Weaver). Fue resuelto en 2013 por el equipo de científicos de Marcus, Spielman y Srivastava utilizando las propiedades de los polinomios aleatorios.

21voto

GavinR Puntos 1708

El Banach-Ruciewicz problema: Es la medida de Lebesgue la única finitely aditivo medida en la Lebesgue pone en $S^n$ que es invariante bajo la rotación de la acción por $O(n+1)$, y ha medición total $1$?

La respuesta ha demostrado ser negativo para $n=1$ por Banach. Mientras que esto es aparentemente un problema en teoría de la medida, el caso de $n\geq 4$ fue resuelto afirmativamente por Margulis y Sullivan utilizando principalmente infinito-dimensional de la teoría de la representación (de la propiedad T), pero también un poco de la teoría de números y expresiones algebraicas teoría de grupos. El caso de $n=2,3$ fue resuelto afirmativamente por Drinfeld. Su uso de la teoría de la representación era más hardcore y de hecho se utiliza fundamentalmente Deligne la solución de Ramanujan la conjetura y la Jacquet-Langlands correspondencia. En particular, todos los temas que entran en Deligne la solución de la conjetura de Ramanujan (que utiliza a su vez el de las conjeturas de Weil) también entran en la solución de la Banach-Ruciewicz problema.

Debe decirse que las técnicas son muy similares a aquellos para construir los gráficos de expansión y Ramanujan gráficos. Ver Lubotzky el libro de los Grupos Discretos, la Expansión de los Gráficos y Medidas Invariantes.

17voto

Alain Valette Puntos 7870

El Smith conjetura; Morgan y Bajo podría escribir en 1984 que "la Smith conjetura se encuentra en el primer rango de problemas matemáticos cuando se mide por la cantidad y profundidad de los nuevos matemáticas necesarias para resolver esto." Ver https://en.wikipedia.org/wiki/Smith_conjecture para la declaración. Te ha convencido de la enorme variedad de técnicas utilizadas en la prueba, con sólo mirar la tabla de contenido del libro: Morgan, J. W. y Bajo, H. (Eds.). El Smith Conjetura (Ponencias Presentadas en el Simposio Celebrado en la Universidad de Columbia, Nueva York, 1979. Orlando, FL: Academic Press, 1984)

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