解法:怀尔斯利用泰勒–怀尔斯方法给出的模性证明(1994年)
所有拼图此刻完全咬合。用反证法假设对某个 ,方程 有正整数解。由第1步,由于 (费马)和 (欧拉)均无解,必定存在某个素数 的互素解 。
由第2步和第3步,这组解构造出一条半稳定椭圆曲线 。根据怀尔斯的模性定理(第7至10步), 上的每条半稳定椭圆曲线都是模的,因此 必须是模的。然而根据里贝定理(第6步), 不可能是模的。这一直接矛盾证明了解根本不存在,在358年后彻底解决了费马1637年的页边断言。
将 Wiles (1995, 第448页)的定理0.4( 上的每条半稳定椭圆曲线都是模的)与里贝定理(第6步)结合,立即得出 Wiles (1995, 第448页)的定理0.5:若 且素数 满足 ,则 。等价地,不存在非零整数 和整数 使得 (Qiu et al. 2025, 第3.1.3节)。
让我们最后梳理一遍完整的逻辑链条:(1) 的任何反例都归约为 (已由费马排除)、(已由欧拉排除)或素数 的两两互素反例 ;(2) 的互素反例产生导子为 的半稳定弗雷曲线 ;(3) 由 处的朗兰兹–坦内尔定理、– 转换以及通过泰勒–怀尔斯拼接证明的 定理, 上的每条半稳定椭圆曲线都是模的,从而 是模的;(4) 由里贝的降水平定理, 的模性迫使 中存在非零的权 尖点形式,矛盾。
在怀尔斯与泰勒–怀尔斯的两篇论文发表于1995年5月刊《数学年刊》(Annals of Mathematics)之后,他们引入的方法彻底改变了数论:布勒伊、康拉德、戴蒙德和泰勒于1999年对 上所有椭圆曲线证明了完整的模性定理;卡雷与温滕贝格尔于2004至2008年证明了塞尔的完整模性猜想(给出了通往费马大定理的第二条现代路径);而由凯文·巴扎德领导的一项正在进行的项目(始于2024年)正在 Lean 定理证明器中将完整证明形式化(Qiu et al. 2025, 第2.3节)。
- 模性定理(原谷山–志村–韦伊猜想)
- 断言 上每条椭圆曲线都是模的定理——由怀尔斯与泰勒–怀尔斯(1995年)对所有半稳定曲线证明,并由布勒伊、康拉德、戴蒙德和泰勒(1999年)推广至 上的所有椭圆曲线。
- 塞尔模性猜想(卡雷–温滕贝格尔定理)
- 让-皮埃尔·塞尔在1973至1975年间提出的猜想:每个奇不可约 mod- 伽罗瓦表示 都来自具有指定极小权和水平的模形式;由钱德拉谢卡·卡雷与让-皮埃尔·温滕贝格尔于2004至2008年证明。