世界名著改编的电影希尔伯特23个数学问题

2020年11月30日发(作者：段熙仲)
Hilbert 23个数学问题
在1900年巴黎国际数学家代表大会上，希尔伯特发表了 题为《数学问题》
的著名讲演。他根据过去特别是十九世纪数学研究的成果和发展趋势，提出了
23个最重要的数学问题。这23个问题通称希尔伯特问题，后来成为许多数学家
力图攻克的难关，对现 代数学的研究和发展产生了深刻的影响，并起了积极的推
动作用，希尔伯特问题中有些现已得到圆满解决 ，有些至今仍未解决。他在讲演
中所阐发的想信每个数学问题都可以解决的信念，对于数学工作者是一种 巨大的
鼓舞。
希尔伯特的23个问题分属四大块：第1到第6问题是数学基础问题；第7到第12问题是数论问题；第13到第18问题属于代数和几何问题；第19到第
23问题属于数学 分析。
[01]康托的连续统基数问题。
1874年，康托猜测在可数集基数和实数集 基数之间没有别的基数，即著名
的连续统假设。1938年，侨居美国的奥地利数理逻辑学家哥德尔证明 连续统假
设与ZF集合论公理系统的无矛盾性。1963年，美国数学家科恩（P·Choen）证明连续统假设与ZF公理彼此独立。因而，连续统假设不能用ZF公理加以证明。
在这个意义下，问 题已获解决。
[02]算术公理系统的无矛盾性。
欧氏几何的无矛盾性可以归结为算术 公理的无矛盾性。希尔伯特曾提出用形
式主义计划的证明论方法加以证明，哥德尔1931年发表不完备 性定理作出否定。
根茨（G·Gentaen，1909-1945）1936年使用超限归纳法证明了 算术公理系统的
无矛盾性。
[03]只根据合同公理证明等底等高的两个四面体有相等之体积是不可能的。
问题的意思是 ：存在两个登高等底的四面体，它们不可能分解为有限个小四
面体，使这两组四面体彼此全等德恩（M· Dehn）1900年已解决。
[04]两点间以直线为距离最短线问题。
此问题提的一般 。满足此性质的几何很多，因而需要加以某些限制条件。1973
年，苏联数学家波格列洛夫（Pogl eov）宣布，在对称距离情况下，问题获解决。
[05]拓扑学成为李群的条件（拓扑群）。 这一个问题简称连续群的解析性，即是否每一个局部欧氏群都一定是李群。
1952年，由格里森（ Gleason）、蒙哥马利（Montgomery）、齐宾（Zippin）共同
解决。1953年 ，日本的山迈英彦已得到完全肯定的结果。
[06]对数学起重要作用的物理学的公理化。
1933年，苏联数学家柯尔莫哥洛夫将概率论公理化。后来，在量子力学、量
子场论方面取得成功。但 对物理学各个分支能否全盘公理化，很多人有怀疑。
[07]某些数的超越性的证明。
需证 ：如果是代数数，是无理数的代数数，那么一定是超越数或至少是无理
数（例如，和）。苏联的盖尔芳德 （Gelfond）1929年、德国的施奈德（Schneider）
及西格尔（Siegel）19 35年分别独立地证明了其正确性。但超越数理论还远未完
成。目前，确定所给的数是否超越数，尚无统 一的方法。
[08]素数分布问题，尤其对黎曼猜想、哥德巴赫猜想和孪生素共问题。
素数 是一个很古老的研究领域。希尔伯特在此提到黎曼（Riemann）猜想、
哥德巴赫（Goldbac h）猜想以及孪生素数问题。黎曼猜想至今未解决。哥德巴赫