解法:对称幂的潜在自守性证明萨托–泰特猜想(2011年)
通俗地说
对于有理数域上的椭圆曲线 ,模一个素数 约化后计数点数,会得到一个接近 的数 ;根据哈塞(Hasse)在1930年代的一个定理,误差项 总是足够小,使得 可以写成某个角 的 。
萨托与泰特在1960年前后各自独立猜测,当 取遍素数时,这些角度并不像均匀的飞镖靶那样平均散布,而是按某种特定的 形状的密度聚集——这恰好是随机旋转矩阵特征值所呈现的分布。
详细分析
对于椭圆曲线 和具有良好约化的素数 ,Hasse 定理(1933)给出 Frobenius 迹 的估计 ,因此存在唯一的角 满足 ——Frobenius 在 上的特征值为 。“非 CM”这一假设至关重要:对于具有复乘的曲线,其分布被证明是不同的(一致部分与离散部分的混合),因此该猜想精确地针对非 CM 的 表述。
大约在 1960 年,佐藤幹夫(数值上)和 John Tate(理论上,通过代数闭链)猜想: 关于 上的测度 是等分布的。这正是 上 Haar 测度到共轭类的推前——一个“随机矩阵”特征,表明 -进表示 中的 Frobenius 共轭类表现得像紧酉群中的极大随机族。
该陈述是统计性的:它涉及无穷多个单独的数 的分布,而非其中任何一个。全部困难在于把这个计数性陈述转化为关于函数的解析陈述——这一转化由下一步中的 Serre 判别法完成。
- 非CM椭圆曲线
- 自同态只有整数乘法的椭圆曲线 ,即不具有复乘(CM)的曲线;绝大多数椭圆曲线属于此类,萨托–泰特猜想正是针对它们而言的。
- 均匀分布
- 如果对每个区间,数列落入其中的比例都收敛于该区间关于测度 的大小,就称这个数列关于测度 均匀分布,即数列按 而非随机地“填满”空间。