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龐加萊猜想


在最初的形式中,龐加萊猜想指出,每個單連通三維流形都同胚於三維球面(在拓撲學家的意義上) S^3,其中三維球面僅僅是通常球面維度上的推廣。更通俗地說,該猜想認為,三維球面是唯一可能的不包含孔洞的有界三維空間型別。這個猜想最初由 H. Poincaré 於 1904 年提出(Poincaré 1953, pp. 486 和 498),隨後推廣為猜想:每個n-流形同倫等價於n-球面,當且僅當同胚n-球面。推廣的陳述在n=3時簡化為最初的猜想。

自龐加萊猜想首次提出以來,它一直被證明是一個棘手的問題,對其研究不僅導致了許多錯誤的證明,也加深了對拓撲學流形的理解(Milnor)。最早的錯誤證明之一是龐加萊自己提出的(1953, p. 370),早於他的猜想提出四年,龐加萊隨後找到了一個反例。1934 年,Whitehead (1962, pp. 21-50) 提出了另一個錯誤的證明,然後發現了他自己定理的反例(懷特海連結)。

廣義猜想的n=1情況是微不足道的,n=2情況是經典的(並且 19 世紀的數學家就已知道),n=3(最初的猜想)似乎已被 G. Perelman 最近的工作證明(儘管該證明尚未完全驗證),n=4已由 Freedman (1982) 證明(為此他獲得了 1986 年的菲爾茲獎),n=5已由 Zeeman (1961) 證明,n=6已由 Stallings (1962) 建立,而n>=7已由 Smale 在 1961 年證明(儘管 Smale 隨後擴充套件了他的證明以包括所有n>=5)。

克雷數學研究所將該猜想列入其 100 萬美元獎金問題清單。2002 年 4 月,M. J. Dunwoody 發表了一篇五頁的論文,聲稱證明了該猜想。然而,Dunwoody 的手稿很快被發現存在根本性缺陷 (Weisstein 2002)。

Perelman (2002, 2003; Robinson 2003) 的工作建立了一個更一般的結果,稱為瑟斯頓幾何化猜想,龐加萊猜想立即從中得出。Perelman 的工作隨後得到了驗證,從而確立了該猜想。


參見

緊流形, Freedman 定理, 同胚, 同倫, 超球面, 流形, Property P, 單連通, Smale 定理, 球面, Stallings-Zeeman 定理, 瑟斯頓橢圓化猜想, 瑟斯頓幾何化猜想, 拓撲學, 懷特海連結

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參考文獻

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請引用為

Weisstein, Eric W. "龐加萊猜想。" 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/PoincareConjecture.html

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