Не так давно историк математики Тиле Рюдигер в одной из тетрадей Гильберта обнаружил, что тот хотел добавить еще одну проблему (24), которую в итоге отверг. Проблема состояла в определении критерия простоты или доказательства максимальной простоты некоторых доказательств. Гильберт намеревался развить общую теорию о методах доказательства в математике. Как ни парадоксально, через несколько лет он сам основал (см. главу 5) теорию доказательств.
Однако в списке был ряд важных упущений: несколько путей, по которым он не пошел. Матричная алгебра, статистика, логика или прикладная математика, бурно развивавшиеся в конце века, наряду с зарождающимися топологией, теорией меры и функциональным анализом для Гильберта интереса не представляли. Точно так же проблема трех тел и последняя теорема Ферма были упомянуты, но не предложены в качестве открытых проблем математики будущего.
В следующей таблице показано современное состояние 23 проблем Гильберта.
Проблема |
Описание |
Состояние |
1 |
Континуум - гипотеза |
Курт Гёдель (1938) и Пол Коэн (1963) доказали ее неразрешимость как истинную или ложную на основе стандартного набора аксиом теории множеств |
2 |
Непротиворечивость аксиом арифметики |
Курт Гёдель (1931) доказал, что установление неп роти вореч и вости арифметики является формально неразрешимой проблемой |
3 |
Определение понятия объема без применения анализа |
Опровергнута Максом Деном (1902) |
4 |
Перечисление всех метрик, прямые линии которых являются геодезическими |
Положительно решена Алексеем Погореловым (1975) |
5 |
Дифференцируются ли непрерывные группы автоматически? |
Положительно решена Эндрю Глизоном (1952) |
6 |
Математическое изложение аксиом физики |
Частично решена: |
— механика: Георг Гамель (1909); |
— термодинамика: Константин Каратеодори (1909); |
— специальная теория относительности: Альфред Робб (1914) и Константин Каратеодори (1923); |
— квантовая механика: Джон фон Нейман (1932); |
— теория вероятностей: Андрей Колмогоров (1933) |
7 |
Является ли a bтрансцендентным, если a≠0,1 алгебраическое и b иррациональное алгебраическое? |
Решена независимо Александром Гельфондом и Теодором Шнайдером (1934) |
8 |
Гипотеза Римана и гипотеза Гольдбаха |
Не решена |
9 |
Доказательство наиболее общего закона взаимности в любом числовом поле |
Решена Эмилем Артином (1923) |
10 |
Найти универсальный алгоритм диофантовых уравнений |
Отрицательно решена Матиясевичем (1970) |
Проблема |
Описание |
Состояние |
11 |
Решение квадратичных форм с алгебраическими числовыми коэффициентами |
Частично решена Хельмутом Хассе (1923) и Карлом Зигелем (1930) |
12 |
Распространение теоремы Кронекера |
Не решена |
13 |
Решение общего уравнения седьмой степени с помощью функций, зависящих только от двух переменных |
Отрицательно решена Арнольдом и Колмогоровым (1957) |
14 |
Доказательство конечности некоторых полных систем функций |
Отрицательно решена через контрпример Масаеси Нагатой (1959) |
15 |
Строгое обоснование исчислительной геометрии Шуберта |
Отрицательно решена Бартелем ван дер Варденом (1930) |
16 |
Топология алгебраических кривых и поверхностей |
Не решена |
17 |
Представление определенных форм в виде квадратов |
Решена положительно Эмилем Артином (1927) и Георгом Крайзелем (1957) |
18 |
Гипотеза Кеплера |
Решена Томасом Хейлсом (2005) |
19 |
Всегда ли решения регулярных задач вариационного исчисления аналитические? |
Утвердительно решена Сергеем Бернштейном (1904) |
20 |
Всели задачи вариационного исчисления с определенными граничными условиями имеют решение? |
Решена в течение XX века |
21 |
Доказательство существования линейных дифференциальных уравнений с заданной группой монодромии |
Отрицательно решена Дмитрием Аносовым и Андреем Болибрухом (1989) |
22 |
Униформизация аналитических зависимостей с помощью автоморфных функций |
Решена независимо Паулем Кёбе и Анри Пуанкаре (1907) |
23 |
Развитие методов вариационного исчисления |
Решена в течение XX века |