內容簡介
《國外數學名著係列(影印版)3:現代數論導引(第二版)》以統一的觀點概述數論的現狀及其不同分支的發展趨勢,由基本問題齣發,揭示現代數論的中心思想。主要論題包括類域論的非-Abel-般化、遞歸計算、丟番圖方程、Zeta-函數和L-函數。
《國外數學名著係列(影印版)3:現代數論導引(第二版)》新版作瞭大量修訂,內容上也作瞭擴充,增加瞭一些新的章節,如懷爾斯對費馬大定理的證明,綜閤不同理論而得到的現代數論的相關技巧。此外,作者還專門增加一章,講述算術上同調和非交換幾何,關於具有多個有理點的簇中點的計數問題的一個報告,質數判定中的多項式時間算法以及其他論題。
內頁插圖
目錄
Part I Problems and Tricks
1 Elementary Number Theory
1.1 Problems About Primes. Divisibility and Primality
1.2 Diophantine Equations of Degree One and Two
1.3 Cubic Diophantine Equations
1.4 Approximations and Continued Fractions
1.5 Diophantine Approximation and the Irrationality
2 Some Applications of Elementary Number Theory
2.1 Factorization and Public Key Cryptosystems
2.2 Deterministic Primality Tests
2.3 Factorization of Large Integers
Part II Ideas and Theories
3 Induction and Recursion
3.1 Elementary Number Theory From the Point of View of Logic
3.2 Diophantine Sets
3.3 Partially Recursive Functions and Enumerable Sets
3.4 Diophantineness of a Set and algorithmic Undecidability
4 Arithmetic of algebraic numbers
4.1 Algebraic Numbers: Their Realizations and Geometry
4.2 Decomposition of Prime Ideals, Dedekind Domains, and Valuations
4.3 Local and Global Methods
4.4 Class Field Theory
4.5 Galois Group in Arithetical Problems
5 Arithmetic of algebraic varieties
5.1 Arithmetic Varieties and Basic Notions of Algebraic Geometry
5.2 Geometric Notions in the Study of Diophantine equations
5.3 Elliptic curves, Abelian Varieties, and Linear Groups
5.4 Diophantine Equations and Galois Repressentations
5.5 The Theorem of Faltings and Finiteness Problems in Diophantine Geometry
6 Zeta Functions and Modular Forms
6.1 Zeta Functions of Arithmetic Schemes
6.2 L-Functions, the Theory of Tate and Explicite Formulae
6.3 Modular Forms and Euler Products
6.4 Modular Forms and Galois Representations
6.5 Automorphic Forms and The Langlands Program
7 Fermat's Last Theorem and Families of Modular Forms
7.1 Shimura-Taniyama-Weil Conjecture and Reciprocity Laws
7.2 Theorem of Langlands-Tunnell and Modularity Modulo 3
7.3 Modularity of Galois representations and Universal Deformation Rings
7.4 Wiles' Main Theorem and Isomorphism Criteria for Local Rings
7.5 Wiles' Induction Step: Application of the Criteria and Galois Cohomology
7.6 The Relative Invariant, the Main Inequality and The Minimal Case
7.7 End of Wiles' Proof and Theorem on Absolute Irreducibility
Part III Analogies and Visions
III-0 Introductory survey to part III: motivations and description
III.1 Analogies and differences between numbers and functions: 8-point, Archimedean properties etc.
III.2 Arakelov geometry, fiber over 8, cycles, Green functions (d'apres Gillet-Soule)
III.3 -functions, local factors at 8, Serre's T-factors
III.4 A guess that the missing geometric objects are noncommutative spaces
8 Arakelov Geometry and Noncommutative Geometry
8.1 Schottky Uniformization and Arakelov Geometry
8.2 Cohomological Constructions
8.3 Spectral Triples, Dynamics and Zeta Functions
8.4 Reduction mod 8
References
Index
前言/序言
要使我國的數學事業更好地發展起來,需要數學傢淡泊名利並付齣更艱苦地努力。另一方麵,我們也要從客觀上為數學傢創造更有利的發展數學事業的外部環境,這主要是加強對數學事業的支持與投資力度,使數學傢有較好的工作與生活條件,其中也包括改善與加強數學的齣版工作。
從齣版方麵來講,除瞭較好較快地齣版我們自己的成果外,引進國外的先進齣版物無疑也是十分重要與必不可少的。科學齣版社影印一批他們齣版的好的新書,使我國廣大數學傢能以較低的價格購買,特彆是在邊遠地區工作的數學傢能普遍見到這些書,無疑是對推動我國數學的科研與教學十分有益的事。
這次科學齣版社購買瞭版權,一次影印瞭23本施普林格齣版社齣版的數學書,就是一件好事,也是值得繼續做下去的事情。大體上分一下,這23本書中,包括基礎數學書5本,應用數學書6本與計算數學書12本,其中有些書也具有交叉性質。這些書都是很新的,2000年以後齣版的占絕大部分,共計16本,其餘的也是1990年以後齣版的。這些書可以使讀者較快地瞭解數學某方麵的前沿,例如基礎數學中的數論、代數與拓撲三本,都是由該領域大數學傢編著的“數學百科全書”的分冊。對從事這方麵研究的數學傢瞭解該領域的前沿與全貌很有幫助。按照學科的特點,基礎數學類的書以“經典”為主,應用和計算數學類的書以“前沿”為主。這些書的作者多數是國際知名的大數學傢,例如《拓撲學》一書的作者諾維科夫是俄羅斯科學院的院士,曾獲“菲爾茲奬”和“沃爾夫數學奬”。這些大數學傢的著作無疑將會對我國的科研人員起到非常好的指導作用。
當然,23本書隻能涵蓋數學的一部分,所以,這項工作還應該繼續做下去。更進一步,有些讀者麵較廣的好書還應該翻譯成中文齣版,使之有更大的讀者群。總之,我對科學齣版社影印施普林格齣版社的部分數學著作這一舉措錶示熱烈的支持,並盼望這一工作取得更大的成績。
《國外數學名著係列(影印版)3:現代數論導引(第二版)》圖書簡介 主題:深邃的數之奧秘——《現代數論導引(第二版)》的理論圖景與研究範式 本捲選入的《現代數論導引(第二版)》(Introduction to Modern Number Theory)是當代數論領域一部極具影響力的經典著作。它以其嚴謹的邏輯結構、詳盡的論證過程以及對現代數論前沿思想的深刻把握,為不同層次的讀者,無論是初涉數論的本科高年級學生,還是尋求拓展研究視野的研究生與專業學者,提供瞭一份無可替代的學習資源和參考指南。本書的引進,旨在將國際上公認的、最具代錶性和影響力的數論教材引入國內學術界,促進國內相關領域研究的深入與發展。 一、 結構與內容體係:從基礎到前沿的穩健階梯 本書的編排體現瞭作者深厚的學術功底和卓越的教學智慧。它並未將數論視為孤立的知識點集閤,而是將其構建為一個相互關聯、層層遞進的宏大體係。全書內容覆蓋瞭代數數論、解析數論以及某些算術幾何的初步概念,力求在保持嚴謹性的同時,兼顧知識的廣度與深度。 1. 基礎奠基:經典數論的現代重構 全書伊始,作者並未停留在歐幾裏得時代的算術基礎,而是迅速將讀者引入到現代代數工具的應用之中。這包括對整環(Integral Domains)、唯一分解整環(UFD)以及理想論(Ideal Theory)在數論語境下的深入探討。讀者將學習如何利用域擴張(Field Extensions)和伽羅瓦理論(Galois Theory)的基本原理,來分析丟番圖方程的可解性與數的性質。例如,在處理二次型(Quadratic Forms)和高次方程的根時,書中詳盡闡述瞭如何利用域的結構來簡化復雜的代數計算,這是現代數論區彆於傳統數論的關鍵特徵之一。 2. 解析工具的引入與應用 解析數論是本書的另一個核心支柱。作者引入瞭復變函數論中的關鍵概念,特彆是留數定理(Residue Theorem)和狄利剋雷級數(Dirichlet Series)的構造。通過這些工具,本書對經典問題如素數分布規律進行瞭現代化的解析證明。讀者將詳細瞭解黎曼 $zeta$ 函數的性質、解析函數的延拓,以及如何利用其零點分布來精確估計素數定理(Prime Number Theorem)中的誤差項。這種從算術直覺到復變分析精確推導的跨越,是掌握現代數論精髓的必經之路。 3. 代數數論的深入探索 本書花費瞭大量篇幅聚焦於代數數論,這是理解當代數論研究熱點的關鍵。其中,代數數域(Algebraic Number Fields)、環上的理想分解(Ideal Factorization in Number Fields)和類域論(Class Field Theory)的初步介紹占據瞭重要地位。書中詳盡講解瞭如何通過判彆式(Discriminant)、範數(Norm)和跡(Trace)來刻畫數域的結構。特彆值得稱道的是,作者清晰地闡述瞭“唯一分解”在一般代數數域中失效的原因,並引入瞭理想作為替代概念的必要性與有效性。對理想類的研究,為讀者理解希爾伯特、德德金等數學巨匠的貢獻提供瞭堅實的代數框架。 4. 橢圓麯綫與模形式的初探 鑒於橢圓麯綫(Elliptic Curves)和模形式(Modular Forms)在費馬大定理證明中的核心地位,本書在收尾部分對這兩個前沿領域進行瞭精煉而深刻的介紹。雖然篇幅所限,但書中準確地勾勒齣瞭這些數學對象的基本代數幾何結構,以及它們如何通過Taniyama-Shimura-Weil猜想(現已證明的定理)與有理數域上的丟番圖方程緊密聯係起來。這種前瞻性的視野,使本書不僅是一本迴顧經典的教材,更是一張通往當代數論研究熱點的導航圖。 二、 學術價值與教學特色 本影印版是原著第二版的忠實再現,其學術價值在於其內容的權威性和時效性。作者在修訂中融入瞭近幾十年來數論領域取得的重要進展,使得本書的視角始終保持在“現代”的範疇內。 1. 邏輯的連貫性與證明的完備性 本書最大的特色之一在於其嚴密的邏輯鏈條。每一個新的概念或定理的引入,都緊密地依賴於前文建立的基礎。證明過程詳略得當,對於關鍵的、需要深刻理解的步驟,作者會提供詳盡的分解和背景注釋;對於標準化的、其他領域已包含的內容,則采取簡潔的引用,體現瞭對讀者已有知識的尊重。這種平衡處理,確保瞭讀者在不感到枯燥的同時,也不會因跳躍性過大而産生理解障礙。 2. 豐富的例題與習題設置 每一章節後都附帶有精心設計的例題和習題。這些習題並非簡單的計算重復,而是旨在鞏固理論理解、引導讀者進行初步的分析和探索。通過對不同數域、不同理想結構的具體計算,讀者能夠將抽象的理論具象化,從而對數論的深層結構産生直觀的把握。 三、 譯介意義 《國外數學名著係列(影印版)3:現代數論導引(第二版)》的引進,對於國內數學教育和研究具有顯著的推動作用。它為國內高校數論課程的教學提供瞭一個國際化的、高標準的參考藍本,有助於培養學生具備國際前沿數學研究的視野和規範的論證能力。對於科研人員而言,本書作為一本結構清晰的參考手冊,能迅速幫助研究者梳理特定研究方嚮的理論脈絡,是進行深入學術研究的堅實基礎。本書所代錶的現代數論研究範式,即代數、分析與幾何的深度融閤,對於推動我國基礎數學研究的創新發展具有不可估量的價值。