近世代数:伽罗瓦理论及其拓展
伽罗瓦理论
伽罗瓦理论的发现在于:关于多项式方程的难题,在对称群的世界里有一个隐秘而更容易的对应物。你不必直接和方程的根纠缠,而是研究这些根在不破坏任何算术的前提下可以如何洗牌,而被允许的洗牌方式所呈现的模式,会告诉你想知道的一切。
更确切地说,伽罗瓦理论把一个域扩张和一个对称性的群(它的伽罗瓦群)联系起来,并把关于子域、根与可解性的陈述翻译成关于子群、不动集与群结构的陈述。一个在域的语言中看似难以下手的问题,在有限群的语言中可能变成一次例行的检验。
它最著名的成就是精确地解释了哪些方程可以用根式求解——即只用域运算外加开方。答案是:恰好那些伽罗瓦群在技术意义上“可解”的方程。这正是为什么一般的五次方程没有根式公式,而每个二次、三次、四次方程都有。
要判定 x^5 - x - 1 = 0 是否可用根式求解,伽罗瓦理论并不去解它;它计算该方程的伽罗瓦群(这里是 5 元的全对称群),并检验这个群不可解——于是不存在根式公式。
可解性化为一个有限群的性质。
另见