四色问题是谁提出的?

关于四种颜色有一个非常有趣的故事。

19世纪末,有一位著名的数学家,名叫闵可夫斯基。有一天,他一进教室,一个学生递过来一张小纸条。纸条上写着:“如果地图上所有边界相同的国家都用不同的颜色画,那么只用四种颜色画一张地图就够了。能说明原因吗?”

闵可夫斯基笑了。对学生说:“这个问题叫四色问题,是一个著名的数学问题。其实之所以一直没有解决,只是因为没有一流的数学家来解决。”然后拿起粉笔,试着在课堂上解决这个问题。

.....下课铃响了,闵可夫斯基在课堂上没能解决问题,就去下节课回答。连续几天都没能解决问题,让他左右为难,非常尴尬。

有一天上课,闵可夫斯基刚踏进教室,雷声就很大,震耳欲聋。他赶紧抓住机会,自嘲地说:“你看,老天都在指责我自大。这个问题我解决不了。”

闵可夫斯基真是够嚣张的。虽然每个人都能理解四色问题的含义,但解决它并不比攀登珠穆朗玛峰容易多少。

相传四色问题是由一位名叫格思里的英国绘图员提出的。

1852年,格思里在绘制英国地图时发现,如果相邻地区用不同的颜色绘制,只需要四种颜色就够了。他把这个发现告诉了正在读大学的弟弟,希望能解释原因。我哥哥仔细研究了这个问题。结果,他既不能证明他哥哥的结论是正确的,也不能否认它,于是他问老师、英国著名数学家德?摩根问吧。

德?摩根也无法解释。写信把这个问题告诉另一位著名数学家汉密尔顿。德?摩根认为像汉密尔顿这样聪明的人很快就能证明这一点...

四色问题一直没有解决。1878年,当时英国最著名的数学家凯利正式向伦敦数学会提出了这个问题,引起了数学界的关注。

事情的进展相当戏剧性。不到一年后,一位名叫肯珀的律师发表了一篇论文,声称他已经证明了四色问题。人们以为这件事已经过去了。谁知到了1890,数学家海伍德在肯珀的文章中发现了一个错误,指出他的证明其实是站不住脚的。

Hurwood乘胜前进,证明了地图着色的“五色定理”。换句话说,如果相邻的区域被涂上不同的颜色,那么只用五种颜色画一张地图就足够了。

但是,很明显,只有四种颜色就足够画一张地图了!越来越多的数学家投身于证明四色问题的工作,却一无所获。这才让人意识到,这个看似极其简单的题目,其实是一个类似哥德巴赫猜想的超级数学问题。

进入20世纪后,证明四色问题的工作逐渐有了进展。1939年,美国数学家富兰克林证明了少于22个国家的地图可以只用四种颜色着色。1950证明了35个国家以下的地图只用四种颜色就可以着色。1968中证明了39个国家以下的地图只用四种颜色就可以着色。1975中证明了52个国家以下的地图只用四种颜色就可以着色。

为什么进展这么慢?主要困难之一是数学家提出的测试方法过于复杂,难以实现。早在1950的时候就有人推测,如果情况要足够详细才能完成证明,大概需要1000个案例的评分。这种工作量太大了。

电子计算机出现后,人类的计算能力有了很大的提高。然而事情有了转机,在1970中,有人提出了证明四色问题的方案。如果用当时最快的电子计算机,要工作65438+百万小时,差不多是11年。

11年,这个任务对电子计算机来说太艰巨了。

谁知不到7年,1976年9月,《美国数学会公报》公布了一条震惊数学界的消息:美国数学家阿佩尔和哈肯,利用简化的证明方案,将地图的四色问题转化为1482特殊地图的四色问题,用IBM360计算机工作了1200多个小时。

从此,四色问题变成了四色定理。

这是人类第一次在电子计算机的帮助下解决了一个著名的数学问题。

人类用机器“完成了人类做不到的事情”,这带来了一系列新问题:如何检验Appel和Harken的证明?显然,这取决于电子计算机。电子计算机不会出错吗?……

有数学家问:能不能用手给出一个简明的证明?还有数学家问:数学定理的证明一定要手写证明吗?

四色问题的计算机解决导致了许多重要的问题。有人说,它很可能是数学思想发展史上一系列新思想的起点。