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安省科學家解決了60年未解數學題

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【大紀元2023年04月28日訊】(大紀元記者周行多倫多報導)安省科學家幫助發現了一種形狀,解決了一個60多年來一直被認為不可能解決的數學問題。

據CTV News報導,這是一種被稱爲「愛因斯坦」的形狀,它們可以完美地相互交織,沒有縫隙或重疊,就像建造房屋的磚塊一樣。而且,在「愛因斯坦」圖案中,形狀的模式永遠不會重複。科學家們一直沒有發現可以產生此種圖案的形狀。

滑鐵盧大學計算機科學副教授克雷格·卡普蘭(Craig Kaplan)說,他們嘗試解決的數學問題,是具有此種屬性的單一形狀是否存在。

在數學界,此概念被稱為「非周期單片(aperiodic monotile)」,這就是本月早些時候,卡普蘭與他人合著的一篇研究論文所論述的發現。

「我們發現的,是一種永遠無法進行周期性拼貼的單一形狀。」該論文說。

卡普蘭和他的同事將此形狀稱爲「帽子」,因爲它與軟呢帽有幾分相似。從視覺上看,它就像由8隻風箏粘在一起形成的一個13邊形。

1961年,美籍華裔數學家王浩(Hao Wang)提出了「非周期單片」不存在的概念。之後,很多科學家嘗試找到此單片,但一直沒成功。

卡普蘭去年11月收到一封來自英格蘭退休印刷技術員大衛·史密斯(David Smith)的電子郵件後,才意識到該形狀的存在。

史密斯在郵件中問卡普蘭,他之前所做的工作是否有助於找到該數學難題的答案。卡普蘭之前製作的一個軟件,能夠自動將數以百計的形狀拼合在一起,史密斯想使用卡普蘭的軟件來檢驗該「帽子」形狀,是否可以解決此數學難題。

在此之前,史密斯一直在用卡片紙剪出他新發現的「帽子」形狀,看看它是否能解決一直無法解決的數學問題。

在接下來的5個月內,史密斯、卡普蘭,以及柴姆·古德曼-施特勞斯(Chaim Goodman-Strauss)和約瑟夫·邁爾斯(Joseph Myers)完成了該研究工作,在康奈爾大學發表了一篇關於以前不可能實現的「非周期單層」的研究論文,並等待同行評審。

卡普蘭說:「它解決了數學中一個長期懸而未決的問題。」

責任編輯:岳怡

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