趣聞|四色定理

2021-01-18 校苑數模

1878~1880年兩年間,著名的律師兼數學家肯普(Alfred Kempe)和泰勒(Peter Guthrie Tait)兩人分別提交了證明四色猜想的論文,宣布證明了四色定理。


11年後,即1890年,在牛津大學就讀的年僅29歲的赫伍德以自己的精確計算指出了肯普在證明上的漏洞。他指出肯普說沒有極小五色地圖能有一國具有五個鄰國的理由有破綻。不久泰勒的證明也被人們否定了。


不過肯普的證明闡明了兩個重要的概念,對以後問題的解決提供了途徑。第一個概念是「構形」。他證明了在每一張正規地圖中至少有一國具有兩個、三個、四個或五個鄰國,不存在每個國家都有六個或更多個鄰國的正規地圖,也就是說,由兩個鄰國,三個鄰國、四個或五個鄰國組成的一組「構形」是不可避免的,每張地圖至少含有這四種構形中的一個。


肯普提出的另一個概念是「可約」性。「可約」這個詞的使用是來自肯普的論證。他證明了只要五色地圖中有一國具有四個鄰國,就會有國數減少的五色地圖。自從引入「構形」,「可約」概念後,逐步發展了檢查構形以決定是否可約的一些標準方法,能夠尋求可約構形的不可避免組,是證明「四色問題」的重要依據。但要證明大的構形可約,需要檢查大量的細節,這是相當複雜的。


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    所謂四色問題,最初是由地圖塗色而來四色問題現在應該叫做四色定理,藉助計算機,數學家到目前為止給出了前後共計三代的機器證明計算機的解法大致思路是利用窮舉法,驗證經過歸納的、有限種情況的可約構形「四色」都成立
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  • 中國哲學狂人挑戰世界頂級數學難題四色猜想
    第1頁:哲學家黎鳴自稱受老子《道德經》啟發已破譯「四色定理」哲學家黎鳴 (攝影/本報記者 曲立巖)     哲學家黎鳴自稱受老子《道德經》啟發已破譯「四色定理」     近日,哲學家黎鳴在其博客上發表的文章《感謝老子,我發現了———「四色」難題終獲簡潔而絕妙證明》引起了記者的好奇。