深入伽罗瓦理论

逆伽罗瓦问题

伽罗瓦理论从每个多项式中交给你一个群。逆伽罗瓦问题把箭头反转过来,问道:从一个抽象有限群出发,是否总能找到有理数上的某个多项式,其对称恰好就是那个群?令人惊讶的是,尽管经过了一个半世纪的努力,没有人知道答案是否总是肯定的。

精确陈述:逆伽罗瓦问题问,是否每个有限群 G 都作为有理数的某个有限伽罗瓦扩张 L 的伽罗瓦群 Gal(L/Q) 出现。这一问题一般而言尚未解决。已知它对许多类群有肯定答案:所有可解群(沙法列维奇定理)、所有对称群与交错群,以及 26 个零散单群中的 25 个(写作之时著名的例外是马蒂厄群 M_23)。

一个主要工具是刚性以及赫尔维茨空间理论:先在函数域 Q(t) 上实现 G,再令 t 特殊化(常借助希尔伯特不可约性定理)以下降到 Q。需要小心——在其他基域上的类似问题表现可能大不相同;例如在有理函数域 C(t) 上每个有限群都是伽罗瓦群,所以真正的困难在于 Q 的算术,而非单纯的群论。

对称群 S_n 是 Q 上的伽罗瓦群:像 x^5 - x - 1 这样的“一般”多项式在 Q 上的伽罗瓦群是 S_5。

对称群已知可实现;一般而言许多群仍未解决。

随着该领域的进展,个别群的状态会随时间变化;关于 M_23 的说明反映长期以来的研究现状,可能已被刷新。

又称
IGP伽罗瓦逆问题伽羅瓦逆問題