“四色定理”有沒有解?

杭一


1852年,倫敦的製圖員格斯在科研單位繪圖時,無意裡發現,任何地圖其實只要用4種顏色就可以把地圖上所有區域區分開來,並不需要更多的顏色。這個也就是四色猜想。這是個很吸引人的問題,格斯絕對跟弟弟一起來解決這個有趣的問題,結果他們並沒有結果。於是格斯的弟弟求教他的數學老師摩爾根,摩爾根也束手無策,於是寫信把這個猜想介紹給著名數學家哈密爾頓,然而哈密爾頓至死也沒有解決這個問題。

1872年,英國數學家凱利向倫敦學會提出了這個四色猜想,由此,四色猜想登上世界數學舞臺,無數人前赴後繼去研究它。很多人初看這個表述如此簡單的問題,以為這是一道初等數學題,甚至曾經有個教授給學生布置的作業就是請用不到2頁紙的內容證明四色猜想。很多數學家都宣稱證明了四色猜想,不過後來都被證明是有缺陷的。

1878~1880年兩年間,數學家肯普和泰勒兩人分別提交了證明四色猜想的論文,宣佈證明了四色定理。其實他們的證明都是不完全的,當時的數學界分析後認為,其實他們二人證明的是五色定理,然而這樣的方法卻不能平穩推進到四色上來,必須要有新方法才有可能徹底解決四色猜想。

上圖是數學家哈肯,利用計算機證明了四色定理

1976年,四色猜想終於晉升為定理。美國數學家阿佩爾和德國數學家哈肯利用計算機,構造了一萬個圖形,並在其中挑選了近兩千張特殊圖形,在計算機做了兩百億的邏輯判定,經過1200小時的計算,完美驗證了,在1900多個著色區域內,沒有任何一種圖形需要用到五色及五色以上的顏色來繪製。1900多種,遠遠高於當時人們從邏輯上證明的區域數量,因此,四色定理被證明。這本來在數學界應該是一件驚天動地的大事,但是數學界的評價卻不一,很多人不認為這是一種證明,這不過就是窮舉法加上超凡算力達到的結果,根本就不是人類邏輯推理的勝利,因此這個不算是證明。到目前為止仍然有很多人在尋找著純粹理性證明,不過四十多年過去了,並沒有什麼新成果出現。網上大量充斥著幾頁宣稱了證明四色證明的論文,這些都是一些沒有價值的類似於民科的成果,笑看就好。

四色定理,費馬大定理,哥德巴赫猜想被譽為世界三大數學難題。每個都是一個會下金蛋的雞。四色定理的解決過程,大大推動了拓撲學和圖論這兩個數學分支的發展。

我也堅信早晚有一天會有人給出四色定理的理論證明,去把這個定理最後的遺憾補上。


徐曉亞然




我認為糾結於“四”無助於問題的解決。或許換種思路比如多考慮“三”或者“五”也許會更有意義。

先講“三”的問題,從歷史實踐經驗看,顯然不妥,因為從沒見過一張地圖是隻用三種顏色繪製的,這表明“三”是行不通的。

接下來看看“五”,我們著重要看用五種色的弊端在哪兒?其實弊端至少有二:一、圖面太過花哨,假如世界有一萬個國家的情形下更趨明顯;二、四色已可用了(至少截至目前為止,沒發現用四色有什麼明顯弊病),幹嘛還要用五色。

所以說,“四色定理”實踐上是行得通的,至於理論上的某些證明(比如在用更簡單的書面證明方法方面)可能要稍微滯後一點,但我們有理由相信,隨著時間推移,它的解在不久的將來必將求得。


醉心創作


“四色定理”有沒有解?

所謂四色定理,實際上是公共邊界問題。二維白色平面上兩個有公共邊界的圖形,不能用同一種顔色,否則就無法區分。那麼三個圖形互相之間都有公共邊,就要用三種顔色,這一眼就可以看出,無須證明。但是要讓四個圖形互相之間都有公共邊界,就必須有一個圖形全包圍另一個圖形。這樣第五個圖形就不可能與被全包圍的圖形有公共邊界,就可以和這個圖形用同一種顔色。所以再多的圖形,最多隻有四個圖形互相之間都有公共邊界,所以最多隻需要四種顔色加以區分。


宋公明5


四色猜想是三大數學難題之一, 至今已給出計算機驗證證明,但初等的證明還無人給出,這是官方的結論。不過對於這個問題,說句大話我都懶得證明它,去年曾連續發了幾篇,但沒有給出最終證明,因為“觀戰”者寥寥,沒有觀眾演員就沒有激情。我的結論不僅是四色,而是五色:三維空間切割成任意區域塊都可用五種顏色隔離區分。

四色問題更不在話下。


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