未解决问题,代数学,1902年提出
伯恩赛德问题
部分解决
若 是每个元皆为有限阶的有限生成群(一般伯恩赛德问题),或对某个固定整数 满足每个元 都有 (关于自由伯恩赛德群 的有界伯恩赛德问题), 是否必定为有限群?在受限伯恩赛德问题中,是否存在由 个元生成且指数为 的最大有限群?
截至2026年,虽然一般伯恩赛德问题(假)与受限伯恩赛德问题(真)已完全解决,但有界伯恩赛德问题在中等大小指数下仍悬而未决。具体而言,对 ,目前仅知 在 时有限,而指数为 的 生成元群 (或指数为 的 )究竟有限还是无限,仍是著名的开放问题。
已知最佳结果
- 受限伯恩赛德问题对所有 与 成立:由 个元生成且指数为 的任意有限群,其阶均受某个函数 所界定(素数 由科斯特里金于1958年证明,素数幂 由泽尔马诺夫于1990–1991年证明,一般 由1956年霍尔–希格曼归约得出)。对于 ,其最大有限商群 的阶为 (哈瓦斯、纽曼与沃恩-李,1990年)。
- 自由伯恩赛德群 ()在 时有限,而在所有奇指数 (诺维科夫–阿迪安,1968年;阿迪安,1975年)及充分大的偶指数(伊万诺夫,1994年;雷先诺克,1996年)时无限。
使用的方法及其局限
| 方法 | 取得的结果 | 局限所在 |
|---|---|---|
| 分次李代数与约当代数恒等式 | 通过将群换位子转化为李代数中的类恩格尔恒等式,界定了指数为 的有限 -群的幂零类,从而彻底解决了受限伯恩赛德问题 | 仅适用于残余有限部分(有限商群),无法排除 内部存在无限单商群或非残余有限商群的可能性 |
| 诺维科夫–阿迪安归纳字分析与几何小消去理论(范坎彭图) | 跨归纳层级控制周期字,证明了充分大的奇指数与偶指数下 的无限性 | 当指数 较小时(如 ),重叠的周期关系相互作用过于紧密,导致小消去曲率估计失效 |
尚未解决的问题
- 秩为 、指数为 的自由伯恩赛德群 是有限群(阶为 )还是无限群?
- 使得 为无限群的最小指数 是多少?
参考文献
- Sergei I. Adian (1979). The Burnside Problem and Identities in Groups
- Efim I. Zelmanov (1990). Solution of the restricted Burnside problem for groups of odd exponent · DOI:10.1070/IM1991v036n01ABEH001946
- Efim I. Zelmanov (1991). Solution of the restricted Burnside problem for 2-groups · DOI:10.1070/SM1992v072n02ABEH001272
- Sergei V. Ivanov (1994). The free Burnside groups of sufficiently large exponents · DOI:10.1142/S0218196794000026