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¿Cómo se convirtió la "conjetura de Ore" en una conjetura?

La cuestión se centra en la historia de un desarrollo de la teoría de grupos, pero el contexto más amplio se refiere al uso, a veces impreciso, del término "conjetura". Esto se remonta a trabajos más antiguos de Oystein Ore, con quien sólo tuve una leve interacción en 1963 como estudiante de posgrado en Yale (generosamente consideró adecuados mis conocimientos de alemán matemático).

En 1951, su breve artículo Algunas observaciones sobre los conmutadores publicado en Proc. Amer. Math. Soc. aquí . Planteó la cuestión de expresar cada elemento de un grupo dado como un conmutador, señalando al principio (pero sin un ejemplo concreto): "En un grupo, el producto de dos conmutadores no tiene por qué ser un conmutador, por lo que el grupo de conmutadores de un grupo dado no puede definirse como el conjunto de todos los conmutadores, sino sólo como el grupo generado por éstos". En el artículo demuestra que cada elemento de un grupo simétrico (no abeliano) finito o infinito es de hecho un conmutador, mientras que cada elemento de un grupo alterno es un conmutador en el grupo simétrico ambiente. Observa que para los grupos simples $A_n$ ( $n \geq 5$ ) la prueba puede adaptarse para mostrar que cada elemento es un conmutador dentro del grupo, añadiendo: "Es posible que un teorema similar valga para cualquier grupo simple de orden finito, pero parece que en la actualidad no disponemos de los métodos necesarios para investigar la cuestión."

Hubo muchos avances posteriores, estimulados en parte por los trabajos sobre la clasificación de los grupos simples finitos, que culminaron recientemente en un tratamiento definitivo: Liebeck-O'Brien-Shalev-Tiep, La conjetura de Ore . J. Eur. Math. Soc. (JEMS) 12 (2010), no. 4, 939-1008. (Véase una discusión relacionada en una pregunta más antigua de MO 44269 .) Pero hay cierta distancia entre el comentario de Ore y la denominación "conjetura", así que me quedo con mi pregunta:

¿Cómo se convirtió la "conjetura de Ore" en una conjetura?

No se trata de un caso aislado en matemáticas, donde términos como "problema", "pregunta", "hipótesis (de trabajo)" tienden a transformarse en "conjetura". (Esto me ha ocurrido a mí, lo que por supuesto me parece bien cuando mi sugerencia tentativa resulta ser cierta). Un ejemplo que encontré como revisor es un artículo ruso de 1985 de D.I. Panyushev cuyo título se traduce al inglés como Una pregunta sobre la conjetura de Steinberg . La palabra rusa parecida a "hipótesis" también se utiliza en el sentido de "conjetura", como parece ser aquí; pero Panyushev proporciona contraejemplos. Como señalé en mi reseña, Steinberg planteaba explícitamente un "problema" en su discurso ante la ICM, no una conjetura, aunque probablemente esperaba una solución positiva.

AÑADIDO: Los comentarios de Igor me llevan a mencionar que otro artículo de 1951 trata más directamente que el de Ore los conmutadores en los grupos alternos simples finitos: Noboru Ito, Un teorema sobre el grupo alterno $\mathfrak{A}_n (n \geq 5)$ . Math. Japonicae 2 (1951), 59-60. Ambos artículos fueron reseñados por Graham Higman, que añadió la referencia "Cf. O. Ore ...." a su resumen de una línea del artículo de Ito. Dado que Ito hizo contribuciones sustanciales a la teoría de grupos finitos, quizá habría que referirse a la "conjetura de Ito" (aunque no la formulara de forma más explícita que Ore).

AFTERWORD: Formulé la pregunta en parte por curiosidad tras volver a leer el viejo artículo de Ore, con la esperanza de que hubiera alguna otra indicación en la bibliografía o al menos en los recuerdos individuales sobre cómo justificar la transición a "conjetura". Una persona a la que debería haber preguntado hace años era uno de mis profesores, Walter Feit, que se incorporó a la facultad de Yale alrededor de 1962 e introdujo la teoría de grupos finitos en el departamento durante los últimos años de la carrera de Ore. El propio Ore nunca se ocupó demasiado de los grupos simples finitos y en ese periodo se concentró en la teoría de grafos. Su comentario especulativo no es nada sólido, y no menciona otros grupos simples (como los grupos de Mathieu o los grupos clásicos finitos) conocidos en aquella época. A falta de pruebas, me inclino más que Igor a no emitir un juicio. La bibliografía sugiere una decisión bastante casual por parte de otras personas de referirse a la "conjetura de Ore". Afortunadamente para su reputación, al final resultó ser cierta, pero ni él (ni otros) pudieron preverlo en torno a 1950.

La otra razón por la que planteo esta pregunta es para subrayar que todavía no existe una clasificación conjetural de los grupos finitos no abelianos que constan de conmutadores y los que no. Todo lo que se sabe hasta ahora equivale al estudio de grupos individuales. En particular, ¿por qué la simplicidad contribuye a una respuesta positiva?

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anjanb Puntos 5579

No es tanto una respuesta como una recopilación de comentarios:

  1. La pregunta de Ore se convirtió en una conjetura bastante pronto (hay algunos artículos publicados en chino(!) a principios de los sesenta en los que la reseña matemática hace referencia a la "conjetura de Ore"). Mi conjetura es que Ore (que era un matemático muy conocido entonces, y profesor en Yale, razonablemente central entonces como ahora) debió de hablar de este resultado, y conjeturarlo con algo más de convicción que en su artículo.

  2. @Gil confunde dos Thompsons diferentes -- Robert C (que demostró algunos resultados sobre grupos lineales) y John G el medallista Fields que hizo la "conjetura Thompson".

  3. De hecho, la mayor parte de la afirmación que @Gil atribuye a RC Thompson se remonta a Shoda, quien demostró que en un grupo de Lie semisimple complejo cada elemento es un conmutador; esto fue ampliado por varias personas.

  4. Es una conjetura que me atribuyo a mí mismo, pero que probablemente se remonta a los antiguos, que en todo grupo simple razonable cada elemento es un conmutador. En particular, esto debería ser cierto en $Homeo(M^n)$ y en $Diffeo(M^n).$ Para homeo y diffeo se sabe que todo es producto de "pocos" conmutadores (creo que de algún trabajo temprano de Armstrong se pueden obtener seis para Diffeo; von Neumann y Ulam afirmaban algo así como cuatro para $Homeo(S^2).$ Puedes consultar mi artículo con Manfred Droste ("on extension of coverings") para ver más ejemplos de cuándo se sabe que esta afirmación del conmutador es cierta, y por qué podría importarnos.

  5. La razón por la que menciono lo anterior es que la cuestión probablemente ya estaba rondando a finales de los años cuarenta, y Ore, muy probablemente, decidió mostrarlo en un caso interesante relativamente simple (la mayor parte de su artículo está en realidad en el infinito grupo simétrico) e hizo una conjetura conservadora (siendo un tipo conservador, supongo), pero probablemente ya adivinó algo como lo que estoy diciendo arriba.

4voto

Pierre Spring Puntos 2398

Dos observaciones: En primer lugar, incluso cuando los matemáticos hacen una conjetura, hay varias interpretaciones posibles de lo que significa. De hecho, este es el caso incluso para diferentes conjeturas hechas por los mismos matemáticos. En esta carta Shmuel Weinberger describió cinco significados diferentes de lo que es "una conjetura", refiriéndose a diferentes conjeturas que había hecho. (He aquí dos: "En otras ocasiones, he conjeturado para lanzar el guante: "Ves, ni siquiera puedes refutar esta ridícula idea". En otras ocasiones, las conjeturas proceden de ensoñaciones: sería tan bonito que esto fuera verdad").

En segundo lugar, suele ocurrir que una respuesta afermativa a un problema formulada por X se denomine "conjetura de X". Por ejemplo, lo que se denominó "conjetura de Borsuk" (al menos desde finales de los años 50) era una respuesta positiva (esperada por Borsuk) a un problema planteado por Borsuk en un artículo de 1933.

3voto

Gerry Myerson Puntos 23836

No tengo una respuesta, pero otro ejemplo. Los teóricos de los números estarán familiarizados con "La conjetura de Lehmer," pero Lehmer no hacía conjeturas; se limitaba a relatar los hechos tal como los conocía. Casi 50 años después estuve en una conferencia en la que dijo que en aquella época había que tener muchas más pruebas que él para calificar algo de conjetura. Tendría curiosidad por saber cuándo empezó a llamarse conjetura de Lehmer al problema de Lehmer.

3voto

stighy Puntos 405

Otro ejemplo de una observación que ahora es una conjetura popular podría ser el siguiente:

En 1976, Alain Connes escribió: Aparentemente, tal incrustación debería existir para todos los $II_1$ -porque lo hace para la representación regular de grupos libres (Connes, A. Clasificación de los factores inyectivos Ann. of Math. 104 (1976) p. 105).

Se trata de la conjetura (aún no resuelta) de la incrustación de Connes.

Quizá la diferencia entre observación y conjetura venga dada simplemente por hasta qué punto el autor está seguro de lo que dice . Me refiero a lo siguiente: Ore usó las palabras ''Es posible'', lo que significa que no estaba muy seguro; Connes usó las palabras ''Aparentemente [...] debería existir'', lo que significa que estaba muy seguro. Por tanto, en este último caso, la designación conjetura podría ser más apropiada.

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