「僕にはもう時間がない」 19歳で決闘で死んだ天才数学者ガロア

mathematics 2019/05/31

Evariste galois

今日は何の日?

今日5月31日は、19歳という若さで夭折した稀代の天才数学者ガロアの命日だ。

彼の死因は、病死でも自殺でもない。なんと、恋人を掛けた銃の決闘で死んだのだ。

さらに彼は決闘の前夜、それまでに考えていた数学のアイデアをまとめ友人に託している。

それこそが「ガロア理論」と呼ばれる、数学の群論という分野に関わる非常に重要な理論だった。

相対性理論も量子力学も、ガロア理論がなくては語れない。そして、数学界の超難問とされてきたフェルマーの最終定理の証明についても重要な鍵を握っている。

そう、彼は20歳前に亡くなりながら、未だに科学・数学の世界に多大な影響を与え続けている人物なのだ。

まるで「なろう小説」の主人公並みに設定盛り過ぎなガロアについて、彼の命日を偲んで振り返ってみよう。

彼のドラマチックな人生を知れば、意味はわからなくても数学が好きになるかもしれない。

10代で思いついたガロア理論

エヴァリスト・ガロアはフランスの数学者で、10代の若さでなくなりながら、未だに世界に影響を及ぼすガロア理論の提唱者だ。

彼の考え出したガロア理論とは、方程式の性質調べるための理論だ。

こんな数式を覚えているだろうか? これはおそらく多くの人が高校生のときに苦しんだと思われる、2次方程式の解の公式だ。

苦しんだとはいえ、方程式の解がこうした公式で必ず得られるというのはかなり便利ですごいことだ。

ただ解の公式は3次以上の方程式になると、まさに大惨事というべき飛んでもない公式になってしまう。そして19世紀になるまで4次方程式までしか解の公式は見つかっていなかった。(貼ると邪魔になるくらい長い公式になるので、気になる人は検索してみよう)

当時の数学者たちは、5次以上方程式でも解の公式はあるはずだと考えていた。しかし実際は5次以上の方程式に解の公式は存在しない。それを証明したのがガロア理論だ。

ガロアはそんな方程式の検証をするために、ある性質の数ごとにグループを作り、そのグループごとの対称性を調べるという方法を使った。

対称性というのは、私たちの普段の生活の中でもよく聞く言葉だが、数学における対称性とは「ある操作をした場合でも性質が変化しない」という意味になる。

例えば正四角形のテーブルが部屋に置かれていて、それを90度回転させたとしても、普通は気づかない。これは正四角形は90度の回転に対して対称性を持つためだ。

なら丸いテーブルはどうかというと、これはどう回転させても回ったことには普通気づかない。円は回転という操作に対しては無限の対称性を持つからだ。

厳密に言うと木目とか足の形とか出て来るわけだが、この場合は無視しよう。

Credit:yakata

こうした原理で、ガロアは性質ごとにグループを作り、それに操作を施して変化するかしないかを見ていくことで、解ける方程式と解けない方程式の性質を調べた。これが恐ろしくざっくりしたガロア理論の説明だ。

フェルマーの最終定理の証明においても、楕円曲線とモジュラーという2つの方程式を比べる際にガロア理論が用いられている。

何を言っているのか分からねーと思うが、とにかくガロアはすげー野郎なんだ。

天才だが説明は下手だった

ガロアは数学の天才ではあったが、どうも自分の考えを説明することは下手だったようだ。

それは彼の数学に関する考え方が先進的すぎて、ほとんどの人に理解できなかったことが原因と思われる。

志望学校の口頭試験では回答を理解してもらえず面接官に黒板消しを投げつけて落第し、第一線の数学者に送った論文は説明がよくわからないと突っ返されてしまう始末だ。

残念なことに彼は生前正しく評価してもうことは出来なかったのだ。

壮絶な死因

彼の死因は決闘だ。

決闘と言われても今の時代あまりピンとこないと思う。しかしガロアは実際に、一人の女性を巡って銃の決闘をすることになってしまい、その勝負に敗れて死んでしまう。

この決闘については陰謀であったという説がある。ガロアは父の影響で政治的な活動に傾倒しており、これを快く思わない者たちによって理不尽な決闘を申し込まれる状況に追い込まれたのではないかというのだ。

真実がどうであったにせよ、この決闘相手は銃の名手で、ガロアは決闘の前から自分が勝負に敗れて死ぬことになると自覚していた。

そこで彼は「僕にはもう時間がない」というカッコイイ走り書きと共に、決闘前夜に徹夜で現在ガロア理論と呼ばれている革新的な数学のアイデアを手紙に書きまとめて親友シュヴァリエへ託した。それはかなり断片的で読み取ることも困難な走り書きや殴り書きも多かったと言われる。

友人に残したというガロアの手紙

ガロアはそれを書き残した後、決闘に向かいそこで19年という非常に短い人生の幕を下ろした。

残された親友は、彼の数学のアイデアをなんとか手紙から読み解き、それを論文にまとめて発表した。この親友の成した仕事もかなり大したものだ。評価されることの少なかったガロアだが、しかしきちんとした理解者も存在していたのだ。

その後、シュヴァリエはガロアの論文を発表するが、難解過ぎるその理論はすぐには理解してもらえなかったという。しかし、現代ガロア理論は広く世界へ知れ渡り、ガロアは偉大な数学者の一人として、歴史にその名を列記される存在になっている。

たとえ思うように評価が得られずとも、死が目前に迫ろうとも、自らのアイデアをきちんと世に書き残したガロア。彼が天才であるかどうかに関係なく、そんな生き様にシビれる!あこがれるゥ!

 

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reference:britannica,kyoto-su/written by KAIN

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