伯奇–斯温纳顿-戴尔猜想

椭圆曲线有理点群的秩等于其哈斯–韦伊 L 函数在 s=1 处零点阶数。

状态
未解决
提出
1965
提出者
伯奇/戴尔
分支
number-theory

详细描述

EE 是定义在有理数域 Q\mathbb{Q} 上的椭圆曲线。Mordell 定理表明其有理点群 E(Q)E(\mathbb{Q}) 是有限生成阿贝尔群,其秩 rr(无穷阶生成元个数)是关键不变量。与该曲线相伴的哈斯–韦伊 L 函数 L(E,s)L(E,s) 由模每个素数 pp 的点数构造欧拉积,最初仅在 Re(s)>3/2\operatorname{Re}(s)>3/2 收敛。

伯奇与斯温纳顿-戴尔在 1960 年代借助剑桥 EDSAC 计算机海量数值实验,于 1965 年正式提出猜想:

L(E,s) 在 s=1 处的零点阶数=r=rankE(Q)L(E,s)\text{ 在 }s=1\text{ 处的零点阶数}=r=\operatorname{rank}E(\mathbb{Q})

并进一步预言 L(E,s)L(E,s)s=1s=1 处泰勒展开的首项系数可由曲线的若干不变量(Tate–Shafarevich 群阶、挠子群阶、典范高度等)精确表出。

最新进展

部分结果:Coates–Wiles(1976)证明对带复乘的椭圆曲线,若其有无穷多有理点则 L(E,1)=0L(E,1)=0;Kolyvagin 将结论推广到模椭圆曲线(证明了由 L(E,1)0L(E,1)\neq 0 推出 r=0r=0 的方向之一)。Gross–Zagier 与 Kolyvagin 合作得到 r1r\le 1 情形的完整证明。配合模性定理,对解析秩为 0 或 1 的情形已基本解决,但一般情形仍开放。它与黎曼、庞加莱[已解]、霍奇、纳维–斯托克斯、杨-米尔斯、P/NP 同为千禧年七大难题。

意义

BSD 猜想是数论的中心问题,将”代数(有理点)“与”分析(L 函数)“通过精确公式相连,风格迥异于多数数论不等式猜想。其工具(模性、欧拉系、Iwasawa 理论)已深刻改变了现代数论,并直接关联费马大定理的证明路径。

参考资料