希尔伯特数学问题
希尔伯特23个问题
连续统假设提示：本条目的主题不是连续体假设。
在数学中，连续统假设（英语：Continuum hypothesis，简称 CH）是一个猜想， 也是希尔伯特的 23 个问题的第一题，由康托尔提出，关于无穷集的可能大小。
其为：在一个基数绝对大于可列集而绝对小于实数集的集合。
康托尔引入了基数的概念以比较无穷集间的大小， 也证明了整数集的基数绝对小 于实集的基数。
康托尔也就给了出连续统假设，就是说，在无限集中，比自然数 集{0，1，2，3，4......}基数大的集合中，基数最小的集合是实数集。
而连续 统就是实数集的一个旧称。
更加形式地说，自然数集的基数为 为 。
而连续统假设的观点认为实数集的基数。
由是，康托尔定义了绝对无限。
等价地，整数集的序数是 出不存在一个集合 使得("艾礼富数")而实数的序数是，连续续假设指假设选择公理是对的， 那就会有一个最小的基数 连续统假设也就等价于以下的等式：大于， 而连续统假设有个更广义的形式，叫作广义连续统假设（GCH），其命题为：对于所有的序数 ,库尔特·哥德尔在 1940 年用内模型法证明了连续统假设与 ZFC 的相对协调性， 保罗·柯恩在 1963 年用力迫法证明了连续统假设不能由 ZFC 推导。
也就是说连 续统假设成立与否无法由 ZFC 确定。
作为希尔伯特第一问题主条目：希尔伯特的 23 个问题1900 年, 大卫· 希尔伯特以 “连续统假设是否成立” 作为 “希尔伯特第一问题” 。
Kurt Godel 和 Paul Cohen 确定了连续统假设在 ZFC 系统下，加上了选择公理， 也不能证明或证否。
Cohen 的结果并没有被广泛认同作为连续统假设问题的解决，而希尔伯特的问题 依然为当代研究的热门课题。
(见 Woodin 2001a).集合的大小主条目：基数 要正式地列出这个猜想， 我们需要一些定义：假如两个集合 S 与 T 之间存在着一 个双射，我们会说这两个集合拥有相同的基数。
希尔伯特23个问题及解决情况
希尔伯特23个问题及解决情况1900年希尔伯特应邀参加巴黎国际数学家大会并在会上作了题为《数学问题》重要演讲。
在这具有历史意义的演讲中，首先他提出许多重要的思想：正如人类的每一项事业都追求着确定的目标一样，数学研究也需要自己的问题。
正是通过这些问题的解决，研究者锻炼其钢铁意志，发现新观点，达到更为广阔的自由的境界。
希尔伯特特别强调重大问题在数学发展中的作用，他指出：“如果我们想对最近的将来数学知识可能的发展有一个概念，那就必须回顾一下当今科学提出的，希望在将来能够解决的问题。
” 同时又指出：“某类问题对于一般数学进程的深远意义以及它们在研究者个人的工作中所起的重要作用是不可否认的。
只要一门科学分支能提出大量的问题，它就充满生命力，而问题缺乏则预示着独立发展的衰亡或中止。
”他阐述了重大问题所具有的特点，好的问题应具有以下三个特征：清晰性和易懂性；虽困难但又给人以希望；意义深远。
同时他分析了研究数学问题时常会遇到的困难及克服困难的一些方法。
就是在这次会议上他提出了在新世纪里数学家应努力去解决的23个问题，即著名的“希尔伯特23个问题”。
编号问题推动发展的领域解决的情况1 连续统假设公理化集合论1963年，Paul J.Cohen 在下述意义下证明了第一个问题是不可解的。
即连续统假设的真伪不可能在Zermelo_Fraenkel公理系统内判定。
2 算术公理的相容性数学基础希尔伯特证明算术公理的相容性的设想，后来发展为系统的Hilbert计划（“元数学”或“证明论”）但1931年歌德尔的“不完备定理”指出了用“元数学”证明算术公理的相容性之不可能。
数学的相容性问题至今未解决。
3 两等高等底的四面体体积之相等几何基础这问题很快（1900）即由希尔伯特的学生M.Dehn给出了肯定的解答。
4 直线作为两点间最短距离问题几何基础这一问题提得过于一般。
希尔伯特之后，许多数学家致力于构造和探索各种特殊的度量几何，在研究第四问题上取得很大进展，但问题并未完全解决。
世界数学十大未解难题 希尔伯特23个问题_20140609_091156
数学素材：希尔伯特的23个数学问题
希尔伯特的23个数学问题湖南 黄爱民希尔伯特（Hilbert D ，1862．1．23~1943．2．14）是二十世纪上半叶德国乃至全世界最伟大的数学家之一．1900年，希尔伯特在巴黎数学家大会上提出了23个最重要的问题供二十世纪的数学家们去研究，这就是著名的“希尔伯特23个问题”．这23个问题涉及现代数学大部分重要领域，推动了二十世纪数学的发展．下面介绍部分问题给同学们．1．连续统假设 1874年，康托猜测在可列集基数和实数基数之间没有别的基数，这就是著名的连续统假设．1938年，哥德尔证明了连续统假设和世界公认的策梅洛———弗伦克尔集合论公理系统的无矛盾性．1963年，美国数学家科亨证明连续统假设和策梅洛———弗伦克尔集合论公理是彼此独立的．因此，连续统假设不能在策梅洛———弗伦克尔公理体系内证明其正确性与否．希尔伯特第1问题在这个意义上已获解决．2．算术公理的相容性 欧几里得几何的相容性可归结为算术公理的相容性．希尔伯特曾提出用形式主义计划的证明论方法加以证明．1931年，哥德尔发表的不完备性定理否定了这种看法．1936年德国数学家根茨在使用超限归纳法的条件下证明了算术公理的相容性．1988年出版的《中国大百科全书》数学卷指出，数学相容性问题尚未解决．3．两个等底等高四面体的体积相等问题 问题的意思是，存在两个等边等高的四面体，它们不可分解为有限个小四面体，使这两组四面体彼此全等．M ．W ．德恩1900年即对此问题给出了肯定解答．4．两点间以直线为距离最短线问题 此问题提得过于一般．满足此性质的几何学很多，因而需增加某些限制条件．1973年，前苏联数学家波格列洛夫宣布，在对称距离情况下，问题获得解决．《中国大百科全书》说，在希尔伯特之后，在构造与探讨各种特殊度量几何方面有许多进展，但问题并未解决．5．物理学的公理化 希尔伯特建议用数学的公理化方法推演出全部物理，首先是概率和力学．1933年，前苏联数学家柯尔莫哥洛夫实现了将概率论公理化．后来在量子力学、量子场论方面取得了很大成功．但是物理学是否能全盘公理化，很多人表示怀疑．6．不可能用只有两个变数的函数解一般的七次方程 七次方程的根依赖于3个参数a b c ，，，即()x x a b c ，，．这个函数能否用二元函数表示出来？前苏联数学家阿诺尔德解决了连续函数的情形（1957），维士斯金又把它推广到了连续可微函数的情形（1964）．但如果要求是解析函数，则问题尚未解决．7．舒伯特计数演算的严格基础 一个典型问题是：在三维空间中有四条直线，问有几条直线能和这四条直线都相交？舒伯特给出了一个直观解法．希尔伯特要求将问题一般化，并给以严格基础．现在已有了一些可计算的方法，但严格的基础迄今仍未确立．8．半正定形式的平方和表示 一个实系数n 元多项式对一切数组12()n x x x L ，，，都恒大于或等于0，是否都能写成平方和的形式？1927年阿廷证明这是对的．9．用全等多面体构造空间 由德国数学家比勃马赫（1910）、荚因哈特（1928）作出部分解决．。
1900年23个数学问题
1900年23个数学问题
1900年，法国数学家大卫·希尔伯特提出了23个重要的数学问题，
这些问题被称为“希尔伯特的23个问题”。
这些问题的解决对于数学发
展具有重要的意义，并且深刻地影响了20世纪数学研究的方向。
这些问题涵盖了多个数学领域，包括数论、代数、几何、拓扑学等。
其中一些问题被迅速解决，而另一些问题则成为了当今数学界的研究
热点。
希尔伯特的23个问题包括了一些著名的开放问题，比如黎曼猜想。
这个问题涉及黎曼函数，是解析数论中的重要问题之一。
希尔伯特问
题的第六个问题涉及到黎曼猜想，并且提出了一种可能的方法来解决
这个问题。
希尔伯特的问题还涉及到几何学中的问题，比如问题16和问题18。
问题16探讨了在给定的条件下是否存在与已知曲面切线相同的曲面，
而问题18则涉及到拓扑学中的一些基本问题。
希尔伯特问题还包括了一些代数学的问题，例如代数数域的公理和
多项式环的结构。
这些问题的解决对于代数学的发展和应用具有重要
的意义。
在过去的100多年中，许多希尔伯特问题已经被解决，但仍有一些
问题尚未解决。
这些问题的解决需要更深入的数学研究和创新。
解决
希尔伯特问题的过程促进了数学领域的发展，带来了新的数学理论和
应用。
希尔伯特的23个问题对于数学界起到了重要的推动作用，使得许
多数学家倾注心血进行研究。
希望未来的数学家能够在解决这些问题
的过程中取得突破，推动数学的发展，并为人类的科学进步作出贡献。
希尔伯特23个数学问题
希尔伯特23个数学问题希尔伯特的23个问题分为四大块：第1到第6问题是数学基础问题；第7到第12问题是数论问题；第13到第18问题是属于代数和几何问题；第19到第23问题属于数学分析问题．经过一个多世纪，希尔伯特提出的23个问题中，接近一半已经解决或基本解决．有些问题虽未解决，但也取得了重要的进展．问题1康托尔的连续统基数问题(公理化集合论)1874年，康托尔猜测在可数集基数与实数集基数之间没有别的基数，即著名的连续统假设．1938年，奥地利数理逻辑学家哥德尔证明了连续统假设与策梅洛-弗伦克尔(Zermelo-Fraenkel，ZF)集合论公理系统的无矛盾性．1963年，美国数学家科恩证明了连续统假设与ZF集合论公理系统彼此独立．因而连续统假设不能用ZF集合论公理系统加以证明，即连续统假设的真伪不可能在ZF集合论公理系统内判定．在这个意义上，问题已经解决了．问题2算术公理的相容性(数学基础)欧几里得几何的相容性可归结为算术公理的相容性．希尔伯特曾提出用形式主义计划的证明方法加以证明，后来发展为系统的希尔伯特计划(“元数学”或“证明论”)，但1931年，哥德尔发表“不完备性定理”做出否定．1936年，根茨(G.Gentaen，1909—1945)使用超限归纳法证明了算术公理系统的相容性，但数学的相容性问题至今未解决．问题3只根据合同公理证明等底等高的四面体有相等之体积是不可能的(几何基础)问题的含义是：存在两个等底等高的四面体，它们不可能分解为有限个小四面体，使这两组四面体彼此全等，这一问题很快于1900年由希尔伯特的学生德恩(M.Dehn，1878—1952)给出了肯定的解答．这是希尔伯特问题中最早获得解决的一个．问题4直线作为两点间最短距离问题(几何基础)这一问题提得过于一般，满足这一性质的几何例子很多，只需要加以某些限制条件．在构造特殊度量几何方面已有很大进展，但未完全解决．1973年，苏联数学家波格列洛夫(Pogleov)宣布，在对称距离情况下，问题获得解决．问题5不要定义群的函数的可微性假设的李群概念(拓扑群论) 这一问题简称连续群的解析性，即是否每一个局部欧式群都一定是李群．经过漫长的努力，这个问题于1952年，由美国格里森(Gleason)、蒙哥马利(Montqomery)和齐宾(Zipping)共同解决．1953年，日本的山迈彦得到完全肯定的结果．问题6物理公理的数学处理(数学物理)希尔伯特建议用数学的公理化方法推演出全部物理学．1933年，苏联数学家柯尔莫哥洛夫(A.Kolmogorov，1903—1987)将概率论公理化．后来在量子力学、量子场论和热力学等领域，公理化方法获得很大成功，但物理学各个分支能否全盘公理化，很多人对此表示怀疑．公理化的物理意味着什么，仍是需要探讨的问题．问题7某些数的无理性与超越性(超越数论)要求证明：若是代数数，是无理数的代数数，则一定是超越数或至少是无理数．苏联数学家盖尔丰德(A.O.Gelfond)于1929年、德国数学家施奈德(T.Schneieder)及西格尔(C.L.Siegel，1896—1981)于1934年各自独立地解决了这问题的后半部分．1966年贝克等大大推广了此结果．但是，超越数理论还远远未完成．要确定所给的数是否超越数，还没有统一的方法，如欧拉常数的无理性至今未获得证明．问题8素数分布问题(数论)希尔伯特在此问题中提到黎曼猜想、哥德巴赫猜想以及孪生素数问题．一般情形的黎曼猜想至今未解决．哥德巴赫猜想和孪生素数问题也未最终解决，这两个问题的最佳结果均属于中国的数学家陈景润．问题9任意数域中最一般的互反律之证明(类域论)该问题于1921年由日本学者高木贞治(1875—1860)、1927年由德国学者阿廷(E.Artin)各自给以基本解决．类域理论至今仍在发展之中．问题10丢番图方程可解性的判别(不定分析)希尔伯特提出问题：能否通过有限步骤来判定不定方程是否存在有理整数解．1970年，由苏联数学家马蒂雅塞维奇证明希尔伯特所期望的一般算法是不存在的．尽管得出了否定的结果，却产生了一系列很有价值的副产品，其中不少和计算机科学有密切联系．问题11系数为任意代数数的二次型(二次型理论)德国数学家哈塞(H.Hasse，1898—1979)于1929年和西格尔于1951年在这个问题上获得了重要的结果．20世纪60年代，法国数学家魏依取得了新的重大进展，但未获最终解决．问题12阿贝尔(Abel)域上的克罗内克(L.Kroneker，1823—1891)定理推广到任意代数有理域(复乘法理论)尚未解决．问题13不可能用只有两个变数的函数解一般的七次方程(方程论与实函数论)连续函数情形于1957年由苏联数学家阿诺尔德(V.Arnold，1937—2010)否定解决．1964年，苏联数学家维图斯金(Vituskin)推广到连续可微情形．但若要求是解析函数，则问题仍未解决．问题14证明某类完全函数系的有限性(代数不变式理论)1958年，日本数学家永田雅宜举出反例给出了否定解决．问题15舒伯特(Schubert)记数演算的严格基础(代数几何学) 由于许多数学家的努力，舒伯特演算的基础的纯代数处理已有可能，但舒伯特演算的合理性仍待解决．至于代数几何的基础，已由荷兰数学家范·德·瓦尔登于1940年及法国数学家魏依于1950年各自独立建立．问题16代数曲线与曲面的拓扑(曲线与曲面的拓扑学、常微分方程的定性理论)这个问题分为两部分：前半部分涉及代数曲线含有闭的分枝曲线的最大数目，后半部分要求讨论极限环的最大个数和相对位置．关于问题的前半部分，近年来不断有重要结果出现．关于问题的后半部分，1978年，中国的史松龄在秦元勋、华罗庚的指导下，与王明淑分别举出了至少有4个极限环的具体例子．1983年，中国的秦元勋进一步证明了二次系至多有4个极限环，从而最终解决了二次微分方程的解的结构问题，并且为希尔伯特第16问题的研究提供了新的途径．问题17半正定形式的平方表示式(实域论)一个实数n元多项式对任意数组都恒大于零或等于零，是否能写成平方和的形式？此问题于1927年，由阿廷给予肯定的解决．问题18用全等多面体构造空间(结晶体群理论)该问题由三部分组成．第一部分欧式空间仅有有限个不同类的带基本区域的运动群．第二部分包括是否存在不是运动群的基本区域但经适当毗连即可充满全空间的多面体？第一部分由德国数学家贝尔巴赫(Bieberbach)于1910年做出了肯定的回答．第二部分由德国数学家莱因哈特(Reinhart)于1928年、黑施于1935年做出了部分解决．第三部分至今未能解决．问题19正则变分问题的解是否一定解析(椭圆型偏微分方程理论)1929年，德国数学家伯恩斯坦(L.Bernstein，1918—1990)证明了一个变元的、解析的非线性椭圆方程，其解必定是解析的．这个结果后来又被伯恩斯坦和苏联数学家彼德罗夫斯基等推广到多变元和椭圆组的情形．在此意义下，问题已获解决．问题20一般边值问题(椭圆型偏微分方程理论)偏微分方程边值问题的研究正处于蓬勃发展的阶段，已成为一个很大的数学分支，目前还在继续发展，进展十分迅速．问题21具有给定单值群的线性偏微分方程的存在性证明(线性常微分方程大范围理论)此问题属于线性常微分方程的大范围理论．希尔伯特于1905年、勒尔(H.Rohrl)于1957年分别得出重要结果．1970年，法国数学家德利涅(Deligne)做出了突出的贡献．问题22用自守函数将解析函数单值比(黎曼曲面体)此问题涉及深奥的黎曼曲面理论，一个变数的情形已由德国数学家克贝(P.Koebe)于1907年解决，但一般情形尚未解决．问题23变分法的进一步发展(变分法)这是一个不明确的数学问题，只是谈了一些对变分法的一般看法．希尔伯特本人和许多数学家对变分法的发展做出了重要的贡献．20世纪变分法已有了很大的进展．希尔伯特的23个数学问题的影响及意义希尔伯特的23个数学问题绝大部分业已存在，并不是希尔伯特首先提出来的，但他站在更高的层面，用更尖锐、更简单的方式重新提出了这些问题，并指出了其中许多问题的解决方向．在世纪之交提出的这23个问题，涉及现代数学的许多领域．一个世纪以来，这些问题激发着数学家们浓厚的研究兴趣，对20世纪数学的发展起着巨大的推动作用．许多世界一流的数学家都深深为这23个问题着迷，并力图解决这些问题．希尔伯特所提出的问题清晰、易懂，其中一些有趣得令许多外行都跃跃欲试．解决其中任意一个，或者在任意一个问题上有重大突破，就自然地被公认为是世界一流水平的数学家．我国的数学家陈景润因在解决希尔伯特第8个问题(即素数问题，包括黎曼猜想、哥德巴赫猜想等)上有重大贡献而为世人所瞩目，由此也可见希尔伯特问题的特殊地位．经过整整一个世纪，希尔伯特的23个数学问题中，将近一半已经解决或基本解决．有些问题虽未解决，但也取得了重要进展．希尔伯特提出的问题是极其深奥的，不少问题一般人连题目也看不懂．正因为困难，才吸引有志之士去做巨大的努力．但它又不是不可接近的，因而提供了使人们终有收获的科学猎场．一百多年来，人们始终注视着希尔伯特问题的研究，绝不是偶然的．希尔伯特问题的研究与解决大大推动了许多现代数学分支的发展，包括数理逻辑、几何基础、李群、数学物理、概率论、数论、函数论、代数几何、常微分方程、偏微分方程、黎曼曲面论和变分法等．第2问题和第10问题的研究，还促进了现代计算机理论的成长．当然，预测不可能全部符合后来的发展，20世纪数学发展的广度和深度都远远超出20世纪初年的预料，像代数拓扑、抽象代数、泛函分析和多复变量函数等许多理论学科都未列入这23个问题，更不要说与应用有关的应用数学以及随计算机出现发展起来的计算数学和计算机科学了．。
希尔伯特23个问题
连续统假设提示：本条目的主题不是连续体假设。
在数学中，连续统假设（英语：Continuum hypothesis，简称 CH）是一个猜想， 也是希尔伯特的 23 个问题的第一题，由康托尔提出，关于无穷集的可能大小。
其为： 在一个基数绝对大于可列集而绝对小于实数集的集合。
康托尔引入了基数的概念以比较无穷集间的大小，也证明了整数集的基数绝对小 于实集的基数。
康托尔也就给了出连续统假设，就是说，在无限集中，比自然数 集{0，1，2，3，4......}基数大的集合中，基数最小的集合是实数集。
而连续 统就是实数集的一个旧称。
更加形式地说，自然数集的基数为 。
而连续统假设的观点认为实数集的基数 为 。
由是，康托尔定义了绝对无限。
等价地，整数集的序数是 ("艾礼富数")而实数的序数是 ，连续续假设指 出不存在一个集合 使得假设选择公理是对的，那就会有一个最小的基数 大于 ，而 连续统假设也就等价于以下的等式：连续统假设有个更广义的形式，叫作广义连续统假设（GCH），其命题为：对于所有的序数 , 库尔特·哥德尔在 1940 年用内模型法证明了连续统假设与 ZFC 的相对协调性， 保罗·柯恩在 1963 年用力迫法证明了连续统假设不能由 ZFC 推导。
也就是说连 续统假设成立与否无法由 ZFC 确定。
作为希尔伯特第一问题主条目：希尔伯特的 23 个问题1900 年, 大卫·希尔伯特以“连续统假设是否成立”作为“希尔伯特第一问题”。
Kurt Godel 和 Paul Cohen 确定了连续统假设在 ZFC 系统下，加上了选择公理， 也不能证明或证否。
Cohen 的结果并没有被广泛认同作为连续统假设问题的解决，而希尔伯特的问题 依然为当代研究的热门课题。
(见 Woodin 2001a).集合的大小主条目：基数要正式地列出这个猜想，我们需要一些定义：假如两个集合 S 与 T 之间存在着一 个双射，我们会说这两个集合拥有相同的基数。
希尔伯特23个数学难题
希尔伯特23个数学难题1. 哥德巴赫猜想：任意大于2的偶数都可以表示成两个质数之和。
2. 佩尔方程：找出满足 x² - ny² = 1 的自然数解，其中 n 是一个给定的正整数。
3. 费尔马小定理：如果 p 是一个质数，那么对于任意整数 a，a^p - a 都是 p 的倍数。
4. 黎曼猜想：所有非平凡的自然数零点都位于复平面上的某一直线上，即 "黎曼 Zeta 函数的非平凡零点的实部等于 1/2"。
5. 庞加莱猜想：任何大于1的整数都可以表示成至多四个自然数的平方和。
6. 费马大定理：对于任意大于2的整数 n，方程 x^n + y^n = z^n 没有正整数解。
7. 罗宾逊算术：是否存在一个算术表达式，可表示为解 x^n + y^n = z^n，其中 n、x、y、z 都是多项式函数？8. 连续平面切片问题：一个单位区间上的无限个单位半径圆，是否一定能够被切割为有限个片，从而使得每个片的周长之和无上限？9. 康托对角线证明了无穷的数量比可数的数量更多，这一论断是否成立？10. 佛馬定理：给定一个序列 a0, a1, a2, ...，是否存在一个多项式 P(x) ，使得对于所有 n，P(n)和 a(n) 在整数环上取得相等的值？11. 黑洞信息悖论：如果一个物体掉入黑洞的话，它的信息会丢失吗？12. 度量空间完备性：对于一个给定的度量空间，是否所有的柯西序列都收敛于该空间的内点？13. 矩阵剖析：对于一个给定的方块矩阵，是否可以逐步剖析为若干个小方块，而每个小方块都可以分解为若干个更小的方块？14. 程序终止：是否存在一个通用的算法，可以判断任意给定程序是否会在有限的步骤内终止？15. 旅行推销员问题：对于给定的城市和距离，是否存在一个最短的闭合路径，使得旅行推销员途经每个城市一次，然后返回起点？16. 负二次定理：是否存在一个实数 a，满足 a * a = -1 ？17. 确定性因素分解：是否存在一个确定性的多项式时间算法，用于将大整数因式分解？18. 最短超球面问题：给定一组点，是否可以找到一个最小的超球面，将这些点全部覆盖？19. 生物学中的形态发生：如何解释、理解和预测生物体的形态发生过程？20. 难以判定的问题：是否存在一个问题，无法通过任何算法，以有限步骤确定其答案的正确性？21. 最大连续子序列和问题：给定一个整数序列，找出具有最大和的连续子序列。
希尔伯特的23个问题
04 问题四：物理学的公理基 础
问题的表述
希尔伯特提出的问题四，主要关注物理学的基础公理。他 希望找到一组基本的公理，能够作为物理学理论的基石， 并使得整个物理学理论体系严密、一致和完备。
这个问题涉及到物理学的基本概念和原理，如空间、时间、 物质、力等，以及它们之间的关系和推导。
希尔伯特希望通过公理化方法，将物理学理论建立在坚实 的逻辑基础上，避免理论内部的矛盾和冲突，并使得理论 具有更好的预测和解释能力。
对于一般的域F，克罗内克假设仍然是一个开放的问题。目前的研究主要 集中在代数几何和代数数论领域，通过研究代数曲线、代数曲面和高维 代数簇的几何结构和性质，来探讨克罗内克假设的可能性。
尽管克罗内克假设尚未得到完全解决，但它的研究对于代数几何和代数 数论的发展有着重要的意义，有助于深入理解代数的结构和性质。
问题的研究历史
自希尔伯特提出这个问题以来，许多数学家和物理学家都致力于研究这个问题，尝试建立物理学的基 本公理体系。
20世纪初，德国数学家赫尔曼·外尔和埃米·诺特等人在这方面做出了重要贡献，他们尝试将相对论和量 子力学等现代物理学理论建立在公理基础上。
然而，尽管取得了一些进展，但至今仍未能够完全解决这个问题。许多物理学家认为，完全公理化整个 物理学理论体系可能是不现实的，因为物理学理论的发展和变化是不断进行的。
总结词
希尔伯特问题五至今仍未得到完全解决，尽管已有一些进展和新的观点。
详细描述
近年来，数学界对希尔伯特问题五的关注度有所提高，新的数学工具和技术为解决这个 问题提供了新的可能性。然而，尽管取得了一些进展，但该问题仍未得到完全解决。
06 问题六：数学分析中的形 式主义系统
问题的表述
01
希尔伯特的第六问题询问的是：是否存在一种形式化的、有效 的证明方法，能够确定数学分析中的所有命题的真伪？
世界数学十大未解难题希尔伯特23个问题未解决的问题
世界数学十大未解难题希尔伯特23个问题未解决的问题世界数学十大未解难题（其中“一至七”为七大“千僖难题”；附录“希尔伯特23个问题里尚未解决的问题”）一：P （多项式算法）问题对NP（非多项式算法）问题在一个周六的晚上，你参加了一个盛大的晚会。
由于感到局促不安，你想知道这一大厅中是否有你已经认识的人。
你的主人向你提议说，你一定认识那位正在甜点盘附近角落的女士罗丝。
不费一秒钟，你就能向那里扫视，并且发现你的主人是正确的。
然而，如果没有这样的暗示，你就必须环顾整个大厅，一个个地审视每一个人，看是否有你认识的人。
生成问题的一个解通常比验证一个给定的解时间花费要多得多。
这是这种一般现象的一个例子。
与此类似的是，如果某人告诉你，数13，717，421可以写成两个较小的数的乘积，你可能不知道是否应该相信他，但是如果他告诉你它可以因子分解为3607乘上3803，那么你就可以用一个袖珍计算器容易验证这是对的。
不管我们编写程序是否灵巧，判定一个答案是可以很快利用内部知识来验证，还是没有这样的提示而需要花费大量时间来求解，被看作逻辑和计算机科学中最突出的问题之一。
它是斯蒂文·考克（StephenCook）于1971年陈述的。
二：霍奇(Hodge)猜想二十世纪的数学家们发现了研究复杂对象的形状的强有力的办法。
基本想法是问在怎样的程度上，我们可以把给定对象的形状通过把维数不断增加的简单几何营造块粘合在一起来形成。
这种技巧是变得如此有用，使得它可以用许多不同的方式来推广；最终导至一些强有力的工具，使数学家在对他们研究中所遇到的形形色色的对象进行分类时取得巨大的进展。
不幸的是，在这一推广中，程序的几何出发点变得模糊起来。
在某种意义下，必须加上某些没有任何几何解释的部件。
霍奇猜想断言，对于所谓射影代数簇这种特别完美的空间类型来说，称作霍奇闭链的部件实际上是称作代数闭链的几何部件的(有理线性)组合。
三：庞加莱(Poincare)猜想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。
希尔伯特23个数学问题7大数学难题
世界数学十大未解难题（其中“一至七”为七大“千僖难题”；附录“希尔伯特23个问题里尚未解决的问题”）一：P（多项式算法）问题对NP（非多项式算法）问题在一个周六的晚上，你参加了一个盛大的晚会。
由于感到局促不安，你想知道这一大厅中是否有你已经认识的人。
你的主人向你提议说，你一定认识那位正在甜点盘附近角落的女士罗丝。
不费一秒钟，你就能向那里扫视，并且发现你的主人是正确的。
然而，如果没有这样的暗示，你就必须环顾整个大厅，一个个地审视每一个人，看是否有你认识的人。
生成问题的一个解通常比验证一个给定13，717，）于1971程序言，使它慢而轮胎面不是。
大约在一百年以前，庞加莱已经知道，二维球面本质上可由单连通性来刻画，他提出三维球面(四维空间中与原点有单位距离的点的全体)的对应问题。
这个问题立即变得无比困难，从那时起，数学家们就在为此奋斗。
四：黎曼(Riemann)假设有些数具有不能表示为两个更小的数的乘积的特殊性质，例如，2,3,5,7,等等。
这样的数称为素数；它们在纯数学及其应用中都起着重要作用。
在所有自然数中，这种素数的分布并不遵循任何有规则的模式；然而，德国数学家黎曼(1826~1866)观察到，素数的频率紧密相关于一个精心构造的所谓这点已经对于开始的1,500,000,000个解验证过。
证明它对于每一个有意义的解都成立将为围绕素数分布的许多奥秘带来光明。
五：杨－米尔斯(Yang-Mills)存在性和质量缺口量子物理的定律是以经典力学的牛顿定律对宏观世界的方式对基本粒子世界成立的。
大约半个世纪以前，杨振宁和米尔斯发现，量子物理揭示了在基本粒子物理与几何对象的数学之间的令人注目的关系。
基于杨－米尔斯方程的预言已经在如下的全世界范围内的实验室中所履行的高能实验中得到证实：布罗克哈文、斯坦福、欧洲粒子物理研究所和筑波。
尽管如此，他们的既描述重粒子、又在数学上严格的方程没有已知的解。
特别是，被大多数物理学家所确认、并且在他们的对于“夸克”的不可见性的解释中应用的“质量缺口”假设，从来没有得到一个数学上令人满意的证实。
希尔伯特的23个数学问题
希尔伯特提出的23个数学问题1.连续统假设1963年，P•科恩（Cohen）在下述意义下证明了该问题不可解：即连续真伪不可能在策梅罗（Zermelo）-弗伦克尔（Fracnkel）公理系统内判明。
2.算术公理的相容性1931年哥德尔“不完备定理”指出了用元数学证明自述公理相容性之不可行。
算术相容性问题至今尚未解决。
3.两等底等高的四面体体积之相等这一问题1900年即由希尔伯特的学生M•德恩（Dehn）给出肯定解答，是希尔伯特诸问题最早获得解决者。
4.直线作为两点间最短距离问题在构造各种特殊试题几何方面已有许多进展，但问题过于一般，未完全解决。
5.不要定义群的函数的可微性假设的李群概念1952年由A•格里森（Gleason）、D•蒙哥马利（Montgomery）、L•齐宾（Zippin）等人解决，答案是肯定的。
6.物理公理的数学处理在量子力学、热力学等部门，公理化方法已获得很大成功。
概率论的公理化则由A·H·柯尔莫哥洛夫等完成。
7.某些数的无理性与超越性1934年，A•O•盖尔范德和T•施奈德（Schneidcr）各自独立地解决了问题的后一半，即对任意代数α≠0，1和任意代数无理数β≠0证明了的超越性。
此结果1966年又被A•贝克（Backer）等大大推广。
8.素数问题一般情形的黎曼猜想仍等解决。
哥德巴赫猜想目前最佳结果属于陈景润，但尚未最后解决。
9.任意数域中最一般的互反律之证明已由高木贞治（Takagi Teiji）(1921)和阿廷解决10.丢番图方程可角性的判别1970年，马蒂雅谢维奇证明了希尔伯特所期望的一般算法是不存在的。
11.系数为任意代数数的二次型H•哈塞（Hasse，1929）和C•L•西格尔（Siegel，1951）在这问题上获得了重要结果。
12.阿贝尔域上的克罗内克定理推广到任意代数有理域尚未解决。
13.不可能用两个变数的函数解一般七次方程连续函数情形1957年由B•阿诺尔德否定解决，如要求解析函数则问题尚未解决。
希尔伯特23个数学问题
希尔伯特23个数学问题1900年希尔伯特应邀参加巴黎国际数学家大会并在会上作了题为《数学问题》重要演讲。
在这具有历史意义的演讲中，首先他提出许多重要的思想：正如人类的每一项事业都追求着确定的目标一样，数学研究也需要自己的问题。
正是通过这些问题的解决，研究者锻炼其钢铁意志，发现新观点，达到更为广阔的自由的境界。
希尔伯特特别强调重大问题在数学发展中的作用，他指出：“如果我们想对最近的将来数学知识可能的发展有一个概念，那就必须回顾一下当今科学提出的，希望在将来能够解决的问题。
”同时又指出：“某类问题对于一般数学进程的深远意义以及它们在研究者个人的工作中所起的重要作用是不可否认的。
只要一门科学分支能提出大量的问题，它就充满生命力，而问题缺乏则预示着独立发展的衰亡或中止。
”他阐述了重大问题所具有的特点，好的问题应具有以下三个特征：o o清晰性和易懂性；o o虽困难但又给人以希望；o o意义深远。
同时，他分析了研究数学问题时常会遇到的困难及克服困难的一些方法。
他根据过去特别是十九世纪数学研究的成果和发展趋势，提出了23个最重要的数学问题。
这23个问题通称“希尔伯特问题”，后来成为许多数学家力图攻克的难关，对现代数学的研究和发展产生了深刻的影响，并起了积极的推动作用，希尔伯特问题中有些现已得到圆满解决，有些至今仍未解决。
他在讲演中所阐发的想信每个数学问题都可以解决的信念，对于数学工作者是一种巨大的鼓舞。
希尔伯特的23个问题分属四大块：第1到第6问题是数学基础问题；第7到第12问题是数论问题；第13到第18问题属于代数和几何问题；第19到第23问题属于数学分析。
（1）康托的连续统基数问题1874年，康托猜测在可数集基数和实数集基数之间没有别的基数，即著名的连续统假设。
1938年，侨居美国的奥地利数理逻辑学家哥德尔证明连续统假设与ZF集合论公理系统的无矛盾性。
1963年，美国数学家科思（P.Choen）证明连续统假设与ZF公理彼此独立。
1900年希尔伯特提出的23个问题
1900年希尔伯特提出的23个问题1900年，德国数学家大卫·希尔伯特在国际数学家大会上提出了二十三个数学难题，这些难题被称为希尔伯特的23个问题。
这些问题涉及了数学的各个领域，从代数到分析，从几何到数论，从数学逻辑到拓扑等等。
希尔伯特希望通过这些问题的研究，推动数学的发展，解决一些重要的数学难题，促进数学与其他科学的交叉研究。
希尔伯特提出的23个问题中，最著名的是他的第一问题：连续统一的函数。
在这个问题中，希尔伯特问道，是否存在一个连续函数，可以将所有的整数映射到实数上去。
这个问题牵涉到了数学的基础理论，深刻地影响了数学的发展。
后来，通过对这个问题的研究，数学家们逐渐发展出了拓扑学的基本概念和方法，使得这个问题得到了更加深入和完善的解答。
除了第一问题，希尔伯特的23个问题中还有很多其他具有重要意义的问题。
比如第二个问题：是否存在一个确定性的算法，可以判断任意给定的二次方程是否有整数解。
这个问题涉及了数论和算法的复杂性理论，对计算机科学的发展起到了重要的推动作用。
另一个著名的问题是第七个问题：黎曼猜想。
这个问题是关于黎曼ζ函数的性质的猜想，涉及了复变函数的研究，对数论的发展有着重要的影响。
至今，黎曼猜想仍然是数学界的一个重要未解问题，解决它将对数论和几何拓扑学有着深远的影响。
希尔伯特的23个问题不仅对于数学的发展具有重要的意义，也深刻地影响了20世纪整个数学界的研究方向和发展轨迹。
许多数学家为了解决这些问题，进行了深入的研究，取得了众多重要的成果。
这些问题激发了无数数学家的智慧和创造力，推动了数学的发展，并促进了数学与其他科学领域的交叉融合。
然而，虽然希尔伯特的23个问题引起了广泛的关注，但并不是所有的问题都得到了解决。
一些问题已经在之后的几十年中被证明是不可解的，比如第十五个问题：希尔伯特方程是否有一个通解。
而一些问题，如黎曼猜想，至今仍然没有得到最终的证明。
虽然希尔伯特的23个问题本身遗留下许多未解之谜，但它们对于数学的发展起到了重要的推动作用。
希尔伯特二十三数学问题
（4）两点间以直线为距离最短线问题。
此问题提的一般。满足此性质的几何很多，因而需要加以某些限制条件。1973年，苏联数学家波格列洛夫（Pogleov）宣布，在对称距离情况下，问题获解决。
七次方程x^7+ax^3+bx^2+cx+1=0的根依赖于3个参数a、b、c；x=x(a,b,c)。这一函数能否用两变量函数表示出来？此问题已接近解决。1957年，苏联数学家阿诺尔德（arnold）证明了任一在［0，1］上连续的实函数f(x1，x2，x3)可写成形式∑hi(ξi(x1,x2),x3)(i=1--9)，这里hi和ξi为连续实函数。柯尔莫哥洛夫证明f(x1，x2，x3)可写成形式∑hi(ξi1(x1)+ξi2(x2)+ξi3(x3))(i=1--7)这里hi和ξi为连续实函数，ξij的选取可与f完全无关。1964年，维土斯金（Vituskin）推广到连续可微情形，对解析函数情形则未解决。
（7）某些数的超越性的证明。
需证：如果α是代数数，β是无理数的代数数，那么αβ一定是超越数或至少是无理数（例如，2√2和eπ）。苏联的盖尔封特（Gelfond）1929年、德国的施奈德（Schneider）及西格尔（Siegel）1935年分别独立地证明了其正确性。但超越数理论还远未完成。目前，确定所给的数是否超越数，尚无统一的方法。
1921年由日本的高木贞治，1927年由德国的阿廷（E.Artin）各自给以基本解决。而类域理论至今还在发展之中。
（10）能否通过有限步骤来判定不定方程是否存在有理整数解？求出一个整数系数方程的整数根，称为丢番图（约210-290，古希腊数学家）方程可解。1950年前后，美国数学家戴维斯（Davis）、普特南（Putnan）、罗宾逊(Robinson)等取得关键性突破。1970年，巴克尔（Baker）、费罗斯（Philos）对含两个未知数的方程取得肯定结论。1970年。苏联数学家马蒂塞维奇最终证明：在一般情况答案是否定的。尽管得出了否定的结果，却产生了一系列很有价值的副产品，其中不少和计算机科学有密切联系。
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希尔伯特数学问题：1900年，德国数学家希尔伯特（David Hilert，1862—1943）在巴黎国际数学家大会上作了题为《数学问题》的著名讲演，揭开了20世纪数学的序幕。
希尔伯特是继克莱因之后哥廷根数学的领头人。
他在巴黎讲演中，根据19世纪数学研究的成果和发展趋势提出了23个问题，这些问题涉及现代数学的许多重要领域，推动了20世纪数学的发展。
以下是希尔伯特数学问题及其进展简况。
一个学科有很多问题说明这个学科还有很强的生命力。
1. 连续统假设。
自然数（可数）集基数。
与实数集（连续统）基数抟。
之间不存在中间基数。
1963年，美国数学家科恩（P.Cohen）证明，连续统假设的真伪不可能在策梅洛—弗兰克尔公理系统内加以判别。
产生背景；解决过程；目前状态；历史。
2．算术公理的相容性。
1931年，哥德尔（K. G del）证明了希尔伯
特关于算术公理相容性的“元数学”纲领不可能实现。
相容性问题至今尚未解决。
3．两等底等高四面体体积之相等。
1900年，德恩（M. Dehn）证明了
确实存在着等底等高却不剖分相等，甚至也不拼补相等的四面体。
这个问题成为最先获解的希尔伯特数学问题。
4．直线为两点间的最短距离。
问题提得过于一般。
5．不要定义群的函数的可微性假设的李群概念。
格利森（A. M. Gleason）、蒙哥马利（D. Montgomery）、席平（L. zippin）等在1952年对此问题给出了肯定解答。
6．物理公理的数学处理。
在量子力学、热力学等部门，公理化
已取得很大成功。
至于概率论公理化，已由科尔莫戈罗夫（A . H .
Колмогоров）等建立起来（1933）。
7 ．某些数的无理性与超越性。
1 9 3 4 年，盖尔丰德（ A .
O.Гельфонд）和施奈德（T. Schneider）各自独立地解决了问题的后半部分，即对于任意代数数α（α≠0，1）和任意代数无理数β，证明了αβ的超越性。
8．素数问题。
包括黎曼猜想、哥德巴赫猜想和孪生素数猜想，均未
解决。
9．任意数域中最一般的互反律之证明。
已由高木贞治（Takagi Teiji）
和阿廷（E. Artin，1927）解决。
10．丢番图方程可解性的判别。
1970年，马蒂雅舍维奇（Ю. B.
Матиясевия）证明：不存在判定任一给定丢番图方程有无整数解的一般算法。
11．系数为任意代数数的二次型。
哈塞（H. Hasse，1929）和西格尔（C. L. Siegel，1936，1951）在此问题上获得重要结果。
12．阿贝尔域上的克罗内克定理在任意代数有理域上的推广。
尚未解决。
13．不可能用仅有两个变数的函数解一般的七次方程。
连续函数情形
在1957年已由阿诺（В. И. Арнолъд）解决。
14．证明某类完全函数系的有限性。
1958年被永田雅宜否定解决。
15．舒伯特计数演算的严格基础。
代数几何的严格基础已由范德瓦尔
登（B. L. Van der Waerden，1938—1940）和韦依（A. Weil，1950）建立，但舒伯特（H. C. H. Schubert）演算的合理性尚待解决。
16．代数曲线与曲面的拓扑。
有很多重要结果。
17．正定形式的平方表示。
已由阿延在1926年解决。
18．由全等多面体构造空间。
部分解决。
19．正则变分问题的解是否一定解析。
1904年伯恩斯坦（С. H.
Ъepнщтейн）证明了一个变元的解析非线性椭圆型方程的解必定解析，该结果后来被推广到多变元椭圆组。
20．一般边值问题成果丰富。
21．具有给定单值群的微分方程的存在性。
长期以来人们一直认为普
莱梅依（J. Plemelj）在1908年已对此问题作出肯定解答，但80年后发现他的证明有漏洞。
1989年前苏联数学家鲍里布鲁克（A. A. Bolibrukh）关于此问题举出了反例，使这个问题最终被否定解决。
22．解析关系的单值化。
一个变数情形已由寇贝（P. Koebe）解决。
23．变分问题的进一步发展。