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希尔伯特第十问题

已解决,1970年数学基础算术与数论希尔伯特 #10
问题陈述

设计一个通用算法,对任意给定的丢番图方程(未知数为一个或多个、系数为整数的多项式方程),能在有限步骤内判定它是否存在整数解。

这一否定性解答如今称为MRDP定理(马季亚谢维奇–罗宾逊–戴维斯–普特南定理),是分阶段建立起来的。1953年,马丁·戴维斯猜想:每一个整数的递归可枚举集恰好是某个丢番图方程族的解集——这正是把(源自图灵停机问题的)不可判定性转移到数论中所需的关键想法。朱莉娅·罗宾逊指出了一个必不可少的技术要素:一个呈指数增长的丢番图关系(「JR假设」)。1961年,戴维斯、希拉里·普特南与罗宾逊证明了戴维斯猜想针对指数丢番图方程的一个版本,把整个问题归约为寻找一个确实是丢番图(多项式)性质的指数增长关系。尤里·马季亚谢维奇于1970年补上了这最后一块拼图,证明斐波那契数列满足一个丢番图条件,从而完成了证明,表明这样的算法不可能存在。

  1. MRDP定理:丢番图集合恰为递归可枚举集合(1970年)Yuri Matiyasevich, completing work of Martin Davis, Hilary Putnam, and Julia Robinson, 1970难度 5/5研究精简版

参考文献

  1. Yuri Matiyasevich (1970). Enumerable sets are Diophantine · DOI:10.1007/bf01693980
  2. Yuri Matiyasevich (1993). Hilbert's Tenth Problem
  3. Martin Davis (1973). Hilbert's Tenth Problem is Unsolvable · DOI:10.1080/00029890.1973.11993265