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四色问题

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四色问题

“四色定理”有没有解?

1852年,伦敦的制图员格斯在科研单位绘图时,无意里发现,任何地图其实只要用4种颜色就可以把地图上所有区域区分开来,并不需要更多的颜色。

这个也就是四色猜想。

这是个很吸引人的问题,格斯绝对跟弟弟一起来解决这个有趣的问题,结果他们并没有结果。

于是格斯的弟弟求教他的数学老师摩尔根,摩尔根也束手无策,于是写信把这个猜想介绍给著名数学家哈密尔顿,然而哈密尔顿至死也没有解决这个问题。

1872年,英国数学家凯利向伦敦学会提出了这个四色猜想,由此,四色猜想登上世界数学舞台,无数人前赴后继去研究它。

很多人初看这个表述如此简单的问题,以为这是一道初等数学题,甚至曾经有个教授给学生布置的作业就是请用不到2页纸的内容证明四色猜想。

很多数学家都宣称证明了四色猜想,不过后来都被证明是有缺陷的。

1878~1880年两年间,数学家肯普和泰勒两人分别提交了证明四色猜想的论文,宣布证明了四色定理。

其实他们的证明都是不完全的,当时的数学界分析后认为,其实他们二人证明的是五色定理,然而这样的方法却不能平稳推进到四色上来,必须要有新方法才有可能彻底解决四色猜想。

上图是数学家哈肯,利用计算机证明了四色定理1976年,四色猜想终于晋升为定理。

美国数学家阿佩尔和德国数学家哈肯利用计算机,构造了一万个图形,并在其中挑选了近两千张特殊图形,在计算机做了两百亿的逻辑判定,经过1200小时的计算,完美验证了,在1900多个着色区域内,没有任何一种图形需要用到五色及五色以上的颜色来绘制。

1900多种,远远高于当时人们从逻辑上证明的区域数量,因此,四色定理被证明。

这本来在数学界应该是一件惊天动地的大事,但是数学界的评价却不一,很多人不认为这是一种证明,这不过就是穷举法加上超凡算力达到的结果,根本就不是人类逻辑推理的胜利,因此这个不算是证明。

到目前为止仍然有很多人在寻找着纯粹理性证明,不过四十多年过去了,并没有什么新成果出现。

网上大量充斥着几页宣称了证明四色证明的论文,这些都是一些没有价值的类似于民科的成果,笑看就好。

四色定理,费马大定理,哥德巴赫猜想被誉为世界三大数学难题。

每个都是一个会下金蛋的鸡。

四色定理的解决过程,大大推动了拓扑学和图论这两个数学分支的发展。

我也坚信早晚有一天会有人给出四色定理的理论证明,去把这个定理最后的遗憾补上。

我认为纠结于“四”无助于问题的解决。

或许换种思路比如多考虑“三”或者“五”也许会更有意义。

先讲“三”的问题,从历史实践经验看,显然不妥,因为从没见过一张地图是只用三种颜色绘制的,这表明“三”是行不通的。

接下来看看“五”,我们着重要看用五种色的弊端在哪儿?其实弊端至少有二:一、图面太过花哨,假如世界有一万个国家的情形下更趋明显;二、四色已可用了(至少截至目前为止,没发现用四色有什么明显弊病),干嘛还要用五色。

所以说,“四色定理”实践上是行得通的,至于理论上的某些证明(比如在用更简单的书面证明方法方面)可能要稍微滞后一点,但我们有理由相信,随着时间推移,它的解在不久的将来必将求得。

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