庞加莱猜想
庞加莱在1904年发表的一组论文中提出:任一单连通的、封闭的三维流形与三维球面同胚。
上述简单来说就是:任何一个封闭的三维空间,只要它里面所有封闭曲线都可以收缩成一点,这个空间就一定是一个三维圆球。
粗浅的比喻即为:如果我们伸缩围绕一个苹果表面的橡皮带,那么我们可以既不扯断它,也不让它离开表面,使它慢慢移动收缩为一个点;另一方面,如果我们想象同样的橡皮带以适当的方向被伸缩在一个轮胎面上,那么不扯断橡皮带或者轮胎面,是没有办法把它收缩到一点的。我们说,苹果表面是“单连通的”,而轮胎面不是。
该猜想是一个属于代数拓扑学中带有基本意义的命题,对“庞加莱猜想”的证明及其带来的后果将会加深数学家对流形性质的认识,甚至会对人们用数学语言描述宇宙空间产生影响。
庞加莱猜想和黎曼假设、霍奇猜想、杨-米尔理论等一样,被并列为七大数学世纪难题之一。2000年5月,美国的克莱数学研究所为每道题悬赏百万美元求解。
100多年来,无数的数学家关注并致力于证实庞加莱猜想。20世纪80年代初,美国数学家瑟斯顿教授因为得出了对庞加莱几何结构猜想的部分证明结果而获得菲尔兹奖。之后,美国数学家汉密尔顿在这个猜想的证明上也取得了重要进展。2003年,俄罗斯数学家佩雷尔曼更是提出了解决这一猜想的要领。