解法: ヒッチンファイブレーションと幾何学的台定理によるNgôの証明(2008年)
ざっくり言うと
曲がった非線形な群 に対して基本補題を直接攻略するより、問題を線形化する方が助けになる: をそのリー環 (そこでは乗法が加法になる)に置き換え、代わりにそこで類似の主張を証明するのである。
二つ目の単純化は算術的な舞台を入れ替える: 進数の代わりに、有限体上のべき級数体 で作業すれば十分であり、そこでは算術の二つの「層」が同じ標数を共有する——幾何学にとってはるかに親しみやすい世界である。
詳しい解説
Waldspurgerは1990年代に、簡約群 に対する基本補題が、そのリー環 に対する対応する主張から形式的に従うことを証明した:単位元付近の 上の軌道積分は、項ごとに 上の軌道積分と対応付けられる(Hales 2011, §1; Waldspurger 1997)。これは真の単純化である。なぜなら はベクトル空間であり、その幾何(中心化群、判別式)は群の乗法ではなく通常の多項式代数によって支配されるからである。
Waldspurgerはまた、「近い」局所体を比較することで、リー環の主張を 進数 上で直接証明する代わりに、 のような正の等標数の局所体上で証明すれば十分であることを示した。10年後、Raf Cluckers、Thomas Hales、François Loeserはモチーフ積分のモデル理論を用いて、本質的に同じ転送のより柔軟な独立の証明を与え、これは証明の最後に必要な 重み付き版や群版も扱う。
この二つの帰着こそが、Ngô Bảo Châuが有限体上定義された曲線上の代数幾何を用いて基本補題を攻略することを可能にしたものである:これ以降のすべては、正の等標数におけるリー環に対して行われる。
- リー環
- 群 の単位元における線形近似。行列群の場合、群の乗法の代わりに括弧積 を持つ行列全体からなる。
- 正標数の局所体
- 有限体 上の形式的ローラン級数体 のような体で、 進数 のように振る舞うが、算術と幾何(標数 )が一致しており、代数幾何の道具を直接使えるようにする。