高等群論
單群
單群是群論中不可分割的原子。一個群是單的,若你無法用任何商把它拆開:除了兩個平凡正規子群外,它沒有可供坍縮的正規子群。正如每個整數都分解為素數,每個有限群都經由合成列由單群組裝而成,故單群是整個有限理論不可約的構件。
形式地,群 G 是單的,若它非平凡且其唯一的正規子群是 {1} 與 G 本身。交換單群恰是素數階的循環群 Z/pZ——容易列舉。非交換單群則豐富得多:最小的是階為 60 的交錯群 A_5,且交錯群 A_n 對所有 n ≥ 5 都單。
有限單群分類定理,歷經數千頁期刊論文完成,斷言每個有限單群要麼是素數階循環群、交錯群 A_n(n ≥ 5)、李型群,要麼是 26 個散在群之一(最大者為魔群,階約 8 x 10^53)。它是二十世紀數學的豐碑成就之一。一個警示:單性是說群沒有真商,而非說它小或結構平凡——單群可以極其龐大而精緻。
A_5,即五個符號的偶置換群,階為 60,是最小的非交換單群。正是它的單性使 S_5 不可解,從而使一般五次多項式不能用根式求解。A_5 之後下一個非交換單群是階為 168 的 PSL(2, 7)。
A_5:最小的非交換單群。
另見