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Four color theorem相當簡單易瞭

Given any plane separated into regions, such as a political map of the states of a country, the regions may be colored using no more than four colors in such a way that no two adjacent regions receive the same color. Two regions are called adjacent only if they share a border segment, not just a point.

用中文來簡單描述的話就是,替所有想像的到的地圖著色,並使共同邊相鄰的區域不同色,最多只需要4種顏色!

自己拿支色筆畫畫看,就知道這個定理是正確的
。然而,一百多年來它卻讓數學家們想破頭依然想不出證明方法。



這個問題最早於1852年英國業餘數學家Francis Guthrie提出,他是在替英國分郡地圖著色時無意中發現的,而在數學界引起一陣旋風。但是數學是嚴謹的,一定要能找到完美的數學方式來證明,否則它就只能是「猜想」(Conjecture),而不能成為「定理」(Theorem)。

1879年,英國數學家Alfred Kempe提出一份論文,似乎證明了這個Four Color Conjecture(四色猜想),而大家也都以為這個問題已經解決了。沒想到十一年後的1890年,數學家Percy Heawood找出了Kempe的錯誤,進而推翻了他的證明。但是Heawood自己卻證明出Five Color Theorem,也就是說最多不會超過五種顏色!

之後
一直到了1970年,數學家才證明出所有少於39個區域的地圖,Four Color Conjecture會是成立的。然而這也僅限於「少於39個區域的地圖」,那麼更大的圖呢?

最後數學家們更成功
將無限多的地圖簡化成1482種基本圖。

1976年,Kenneth Appel和Wolfgang Haken終於成功寫出演算法並利用當時最先進的超級電腦,共花了一千二百多個小時的計算時間,分析驗證1482種基本圖,終於證明成功,使Four Color Conjecture正式成為Four Color Theorem!



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PS:Four Color Theorem是第一個使用電腦計算驗證成功的數學定理。也因截至目前為止,數學家們尚未尋找到嚴謹的數學方法來證明它,因此,至今仍有些數學家並不把它視之為"定理"。

 

參考資料:
WikiPedia







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