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¿Libro de texto de teoría de números basado en el grupo absoluto de Galois?

Acabo de terminar de leer el libro de Ash y Gross Simetría sin miedo un pequeño y maravilloso libro de matemáticas pop sobre, entre otras cosas, las representaciones de Galois. El libro dejó clara una perspectiva muy interesante de la que no era consciente antes: que una gran parte de la teoría de los números puede pensarse como una búsqueda para entender $G = \text{Gal}(\overline{\mathbb{Q}}/\mathbb{Q})$ . Por ejemplo, parte de la razón para estudiar las curvas elípticas es describir representaciones bidimensionales de $G$ , y las leyes de reciprocidad son secretas sobre las formas de describir las trazas de los elementos de Frobenius en varias representaciones. (¡Eso es increíble! ¿Por qué nadie me lo dijo antes?)

¿Existen libros de texto de teoría de números (presumiblemente no introductorios, pero esperemos que tampoco demasiado sofisticados) que tomen esto explícitamente como principio rector? Creo que es una gran idea para organizar cosas como la reciprocidad cuadrática y me pregunto si alguien se ha decidido a hacerlo a nivel de licenciatura (o de introducción al posgrado, tal vez).

Editar: En respuesta a algunos comentarios y al menos un downvote, la mayoría de las otras preguntas en MO sobre el grupo de Galois absoluto que puedo encontrar son sobre el estado del arte, y las referencias en ellas parecen bastante sofisticadas. Pero me parece que todavía hay cosas interesantes que decir en la línea de Simetría sin miedo pero dirigido a un público de pregrado o de postgrado introductorio como una especie de "segundo curso de teoría de números". Me imagino un libro de texto como el de Serre Curso de Aritmética.

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Zameer Manji Puntos 1213

Si quieres ir más allá en la comprensión de este punto de vista, te aconsejo que empieces a aprender la teoría de los campos de clase. Es un tema profundo, se puede entender de una enorme variedad de maneras, desde lo más concreto y elemental hasta lo más abstracto, y aunque superficialmente parece limitarse a describir las leyes de reciprocidad abelianas, de hecho juega un papel crucial en el estudio de las leyes de reciprocidad no abelianas también.

Los textos:

Ireland y Rosen para la teoría básica de los números algebraicos, una prueba de la teoría de Galois de la reciprocidad cuadrática, y otras atracciones variadas.

El libro de Cox sobre los primos de la forma x^2 + n y^2 para una indicación de lo que es parte del contenido de la teoría de los campos de clase en términos elementales, a través de muchos ejemplos maravillosos.

Campos locales de Serre para aprender la teoría de Galois de los campos locales

Cassels y Frolich para el aprendizaje de la teoría global del campo de clases

El libro estándar a nivel de postgrado para aprender la aritmética de las leyes de reciprocidad no abelianas (al menos de 2 dimensiones) es Modular forms and Fermat's Last Theorem, un libro de texto sobre la prueba de Taylor y Wiles del FLT. Pero de nuevo está en un nivel superior.

No creo que encuentres un solo texto sobre este tema a nivel básico (si es que es básico significa Curso de aritmética o Irlanda y Rosen), porque no hay mucho que decir más allá de lo que has dicho en tu pregunta sin entrar en la teoría de las curvas elípticas y/o la teoría de las formas modulares y/o una discusión seria de la teoría de los campos de clase.

Además, como sugiere basic, podrías hablar con los estudiantes de posgrado de tu ciudad, si no en tu institución, en la otra que está al final del río Charles, que como probablemente sabes es actualmente el centro mundial de investigación sobre las leyes de reciprocidad no abelianas (quizás compartido con París). Ciertamente, allí se imparten regularmente cursos de posgrado sobre este tema.

8voto

Franz Lemmermeyer Puntos 18444

En el caso unidimensional estamos hablando de la teoría de campos de clases, y no recuerdo haber visto nada mejor que el libro de Cox (ya mencionado por Emerton) en esta dirección (licenciatura, etc.). Con la ley de reciprocidad de Artin (el papel central de los elementos de Frobenius en relación con las leyes de reciprocidad no se mantuvo exactamente en secreto 8-) en su haber, podría consultar

  • G. Shimura, Una reciprocidad en la ley en extensiones no solucionables , J. Reine Angew. Math. 221, 209-220 (1966)

y

  • J. Velu, Leyes de reciprocidad relacionadas con las curvas elípticas , Semin. Delange-Pisot-Poitou, 14e annee 1972/73, Fasc. 1, 2, Expose 9, 5 p. (1973)

ambos bastante agradables de leer, y luego continuar con los artículos de Serre y Swinnerton-Dyer que Emerton sugirió (en realidad fueron motivados por problemas concretos relativos a la $\tau$ -función, y han escrito bastante al respecto en su momento).

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