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數(shù)學猜想系列----四色猜想

來源:轉(zhuǎn)載 文章作者: 2008-06-11 16:34:00

  世界近代三大數(shù)學難題之一。四色猜想的提出來自英國。1852年,畢業(yè)于倫敦大學的弗南西斯.格思里來到一家科研單位搞地圖著色工作時,發(fā)現(xiàn)了一種有趣的現(xiàn)象:“看來,每幅地圖都可以用四種顏色著色,使得有共同邊界的國家著上不同的顏色!边@個結(jié)論能不能從數(shù)學上加以嚴格證明呢?他和在大學讀書的弟弟格里斯決心試一試。兄弟二人為證明這一問題而使用的稿紙已經(jīng)堆了一大疊,可是研究工作沒有進展。

  1852年10月23日,他的弟弟就這個問題的證明請教他的老師、著名數(shù)學家德.摩爾根,摩爾根也沒有能找到解決這個問題的途徑,于是寫信向自己的好友、著名數(shù)學家哈密爾頓爵士請教。哈密爾頓接到摩爾根的信后,對四色問題進行論證。但直到1865年哈密爾頓逝世為止,問題也沒有能夠解決。

  1872年,英國當時最著名的數(shù)學家凱利正式向倫敦數(shù)學學會提出了這個問題,于是四色猜想成了世界數(shù)學界關(guān)注的問題。世界上許多一流的數(shù)學家都紛紛參加了四色猜想的大會戰(zhàn)。1878~1880年兩年間,著名的律師兼數(shù)學家肯普和泰勒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,大家都認為四色猜想從此也就解決了。

  11年后,即1890年,數(shù)學家赫伍德以自己的精確計算指出肯普的證明是錯誤的。不久,泰勒的證明也被人們否定了。后來,越來越多的數(shù)學家雖然對此絞盡腦汁,但一無所獲。于是,人們開始認識到,這個貌似容易的題目,其實是一個可與費馬猜想相媲美的難題:先輩數(shù)學大師們的努力,為后世的數(shù)學家揭示四色猜想之謎鋪平了道路。

  進入20世紀以來,科學家們對四色猜想的證明基本上是按照肯普的想法在進行。1913年,伯克霍夫在肯普的基礎上引進了一些新技巧,美國數(shù)學家富蘭克林于1939年證明了22國以下的地圖都可以用四色著色。1950年,有人從22國推進到35國。1960年,有人又證明了39國以下的地圖可以只用四種顏色著色;隨后又推進到了50國?磥磉@種推進仍然十分緩慢。電子計算機問世以后,由于演算速度迅速提高,加之人機對話的出現(xiàn),大大加快了對四色猜想證明的進程。1976年,美國數(shù)學家阿佩爾與哈肯在美國伊利諾斯大學的兩臺不同的電子計算機上,用了1200個小時,作了100億判斷,終于完成了四色定理的證明。四色猜想的計算機證明,轟動了世界。它不僅解決了一個歷時100多年的難題,而且有可能成為數(shù)學史上一系列新思維的起點。不過也有不少數(shù)學家并不滿足于計算機取得的成就,他們還在尋找一種簡捷明快的書面證明方法。

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