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- 1、学渣逆袭成教授，他20岁时就攻克了，世界级难题“西塔潘猜”
- 2、四色定理（轰动全球的四色问题）
1、学渣逆袭成教授，他20岁时就攻克了，世界级难题“西塔潘猜”
我认为最好的学习方法是兴趣，只要有兴趣就能迎难而上。——刘路
世界上有很多数学家都在青年时代就崭露头角，比如我国王元院士在25岁时就证明了3+4；法国数学家塞尔在27岁时获得了数学界最高荣誉菲尔兹奖。而如今我国有一位数学研究者从一名学渣成为了中南大学最年轻的教授，他在20岁时就攻克了世界级难题西塔潘猜想，他就是刘嘉忆本名刘路。
学渣的养成
1989年刘璐出生于一个理工家庭，他的父亲是国有企业的工作人员，而母亲是一家企业的工程师。从小深受父母的影响让他对理工科尤其是数学充满了兴趣。但是他从上小学开始接触数学他的数学成绩一直都不是很理想。
后来上中学之后，他就开始专注于研究数论方面的数学难题。由于对数学的研究过于专注，导致他在其他科目的学习上并没有用心。初中的时候刘路的各科成绩都极其不理想，甚至连他最喜爱的数学也只勉强在及格边缘。
然而刘路并不在意成绩的好坏，只在乎自己的研究。班主任看到刘路这种班级垫底的成绩也曾打电话给刘路的父母，让他们督促他学习。刘路的父母一直以为刘路每天晚上都在熬夜学习，从未想过他成绩会如此糟糕。
后来他们才了解到刘路每天熬夜所研究的数论，很大一部分都没有在中学课程里面。他们本来也想劝说刘路，但是看到刘璐每天晚上一、二点还在研究数学题时，又于心不忍。最后他的父母也任其发展，而刘路的班主任更是直接评价刘路是一个不聪明的孩子。
成绩突出
中考时刘路超水平发挥，考入了大连育名高中。刚进入域名高中时，他的成绩几乎是在垫底的水平。临近高考时，他依旧在专心研究他的数论，父母开始担心他未来的方向，并开始劝说他。然而小刘却对父母说研究数学是他人生中的最主要的方向，他有自己的人生选择。对此父母也是无可奈何。
他的成绩一直处于两个极端状态要么名列前茅，要么就是垫底。导致他成绩波动极大的主要原因就是他的数学。试卷上的很多道数学题他都会写，但是他从不按照步骤要求来，而是写几步之后就得出了最终答案。所以试卷上上的很多道题要么得到满分，要么就是0分。老师也曾想纠正过他这个小毛病，然而刘路始终坚持。
后来高考结束之后，他以575分被中南大学数学专业所录取，那时候他对自己的估分大概是在600多分，然而最终却只得了575分，这最主要的原因就是因为他在写题上少写一些步骤而影响了成绩。
破解西塔潘猜想
上大学后的他成绩依旧平平常常，但他从未放弃过对数学的研究。他成为了大学图书馆的常客，经常借各种数学书籍来阅读。平日有时间他也会参加一些课外活动甚至还自己攒钱去西藏旅游。
2010年他开始研究数学逻辑，并且自学反推数学。在自学过程中，他了解了拉姆齐二染色定理也被称为西塔潘猜想，这个定理的证明难倒了海内外不少著名的数学家。这个定理也引起了他极大的兴趣，在不断的深入了解他更加坚定了要攻克这个难题的决心。
从此他便将全部的心思放在证明这个定理上，通过不断的查阅资料，推理证明他也曾陷入过瓶颈，经历了无数次的失败。在一次偶然的学习中，他突然想到可以利用之前的一个方法加以修改就能将拉姆齐二染色定理给证明出来。
后来他通过演算，并且连夜将这一证明写了出来，并且向数学逻辑国际权威刊物《符号逻辑》投稿。后来世界级数论专家邓尼斯汉斯杰弗德看到之后还对刘路大加称赞，因为他之前也研究过这个问题，但始终无法证明。
杂志的发表也使得他在数学界名声大噪，有人称他的研究成果极大的促进了反推数学和计算性理论的发展。后来他还被邀请参加了美国芝加哥大学数论逻辑学术会议，他作为亚洲唯一高校代表在这场学术会议中上台作报告。他也因此受到了国际上众多数理逻辑专家学者的赞许。
常格不破，大才难得
中南大学博士生导师候振挺教授了解了刘路的研究成果之后，就立马联系了刘路将他收为学生，共同探讨学术问题，并且带着他参加了很多有代表性的学术会议。中国科学院三位院士李邦河、丁夏畦、连群知道刘路证明出了西塔潘猜想后，立即联名给教育部让他们重视这位天才少年。
中南大学决定让他提前毕业，并且直接录取为硕博连读生，可以说一时之间，刘路在中南大学的校园内名声大噪。然而这仅仅只是一个开始，20012年中南大学向外宣布破格任用刘路成为中南大学正教授，并授予100万元奖金。就这样刘路从一名在读大学生变成了校园内最年轻的正教授。
当然当这一消息公布之后也受到了很多人的质疑，毕竟刘路虽然有如此高的成就但是他在知识的积累上还没有达到一个教授的级别。对于这些质疑，中南大学的校长张尧学回应道聘用刘路为教授是经过学校方面深思熟虑的。
中南大学聘用教授最主要的要求就是在本学科领域能取得一些有创新性的研究成果。而刘路独自一人破解了西塔潘猜想，具备了发现科学问题并且解答的能力。虽然刘路年仅22岁但是他的研究能力已经远远超过了他的年龄。
学校决定聘用他最主要的原因是能为流入的发展提供更加宽松的环境与渠道。虽然他是教授，但他并不是立马就走上讲台，而是继续深入研究。学校期待他带给母校未来更大的成果。
刘路在面对这些成就时却表现得很淡然，并表示自己还需要储备更多的知识。他会一直致力于研究他的数学，他的成就并未止步。
刘路的经历正是在诉说着一个人生道理：走完一段人生就相当完成一道数学题，在这过程中，不能丢掉最初的目标，要持之以恒的坚持。因为外在的环境只能影响你的速度，而真正决定人生终点的只有自己
2、四色定理（轰动全球的四色问题）
四色定理（轰动全球的四色问题）
1、“四色猜想”的由来
1852年，刚从大学毕业的学生弗南西斯葛斯里，在对英国地图着色的时候，发现一个很有趣的现象。对无论多么复杂的地图，只消用四种色调就足以将相邻区域分开。弗南西斯感到这绝不是一个偶然现象，其中说不定隐藏着某种深刻的科学道理哩。他把自己的想法告诉胞兄弗德雷克葛斯里，请他解决。后者是著名数学家德摩根教授的学生。他对弟弟提出的问题很感兴趣，并敏锐地感到，这个地图着色问题很可能是个数学问题，于是准备给出数学证明。尽管他绞尽脑汁，却百思不得其解。当年10月23日，弗德雷克次用数学的形式作为“四色定理”请求德摩根给以证明。摩根教授对自己的学生所提出的定理有着浓厚的兴趣，当即写信将这事告诉了他在三一学院时的学友、著名数学家和物理学家哈密尔顿爵士: “我的一个学生今天要我为他提供一个充分的理由，来说明一件我自己还无法判明究竟是对的还是错的事实。他说，如果画一张图，图上任意分成许多部分，凡是有共同边界线的两部分要涂上不同的颜色。那么，大概需要四种颜色，而不需要更多的颜色就可以了。请问：难道不能够构造出一个需要五种或者更多种颜色的图么？
图1
摩根教授期望这位智慧超人的超复数的缔造者能够给出答案。哈密尔顿爵士根本没有想到，一个学生提出的这样一个简简单单的问题，居然会如此意想不到的困难。他经过长达13年的冥思苦索，直到1865年逝世为止，对此染色定理，始终一筹莫展，毫无结果。
哈氏死后13年，1878年6月13日，一位当时很有名望的数学家凯莱，在数学年会上宣读他曾在伦敦数学会会刊上发表过的一篇文章时，将上述问题归纳为“四色猜想”。并在 1879年英国皇家地理会创办的期会刊上，再次提及这个“猜想”，征求对这一“猜想”的正确解答。
川凯莱的文章和讲话，引起了很大的反响，吸引了一大批很有才华的有志之士去探索这一难题的奥秘。值得一提的是，在这群有志之士中，有的人并不是以数学为专业的，而仅仅是对“四色猜想”着了迷而改攻数学的。这便是轰动全球的“四色猜想”的由来。
图2
2、发扬风尚的游戏
自凯莱归纳出“四色猜想”后，恰好一年光景，律师出身而改钻数学的数学家肯普写成一篇论文，给出了个证明。证明发表以后、人们普遍认为“四色难题” 已成为历史，“猜想”已变为现实。不料11年后，到了1890年，有位年仅20岁的后起之秀希伍德，指出肯普的证明是错误的。这样一来， “四色猜想”依旧悬而未决。希伍德在指出肯普律师的错误时，也肯定了他的成绩，并且还采用肯普在论文中提供的成功地证明了“五色定理”。
经过这次波折，研究“四色猜想”的情绪更加振奋起来。热衷这一难题的有志者比比皆是。为了让人们凭直觉在客观上证实这个猜想必然成立，数学家斯蒂芬还设计出一种风行一时的“染色游戏”。游戏由两人（或多人）参加，人任画一闭合区域，由对手着色；着完色后，后者再画一闭合区域让对手（或是第三者）染色，如此循环进行。游戏规定，不论谁，若着色完毕并画出闭合区域后，迫使后继者非染第五种色调不可时，便判谁为负。这个规定很有意思，整个游戏中，每次染色都得为后继者着想，不能迫使他用第五种色。如图3，当E区画定时，D区只能染黄色。否则，由于E区与前四区相邻，后继者非染第五种颜色不可。这充分表明，要想迫使对方非染第五种颜色，那真是易如反掌。 可是，游戏规定，谁这样作谁便为负。所以，必须时刻发扬风格，才能使自己立于不败之地。
图3
那么，是否只要切实地注意发扬风格，就确实能立于不败之地呢？据说，自倡导染色游戏以来，没有谁真正负过一次。这在客观上便生动表明：不管闭合区域多么复杂、多么怪，只用四色涂染，相邻区域肯定能分开。换句话说，“四色猜想”的必然成立是毫无疑义的。
但是，游戏毕竟是游戏，它只能说明四色猜想成立与否的趋向性，怎么也不能用游戏去代替科学证明。那么，在理论上得如何下手去证明呢？长时期来，成千上万的数学工作者和爱好者深为这一难题所困扰。
3、耐人寻味的插曲
在“四色猜想”的进军途中，有着不少耐人寻味的插曲。有位才思过人、谦虚持重、声望崇高的名数学家，一度担任过爱因斯坦数学导师的闵可夫斯基教授，也因轻视这一问题的难度而闹出过一则小笑话。
事情是这样的。有一次，他正给苏黎士大学的研究生们上课，一时兴起，谈起“四色问题”来。他满不在乎地说： “四色猜想之所以一直没有获得解决，究其缘由是因为当今世界流的数学家们，还没来得及研究它。其实，要解决这一猜想，并不见得会有多难。”说着便拿起粉笔，即兴推演，潜以为能一挥而就，当场解决这一难题。他一口气写了几黑板，没料到越写情况越复杂，越讲头绪越繁多，讲着讲着，不由自主地“挂”起黑板来了。虽然如此，教授毫不灰心，他坚信自己确有能力揭开奥秘，决不草率收兵。第二天、第三天……一连几天都接着讲，接着算，接着写。同样，每一次都“挂”黑板，而且一次比一次更狼狈。闵可夫斯基对证明这一猜想所需的工作量远远估计不足，结果， “马克松”式的一连“挂”了几个星期黑板，搞得他焦头烂额，不得不中途告吹。几里期后的一天上午，他疲惫不堪地走进教室。这时，正值雷电交加，大雨倾盆，闵可夫斯基十分愧疚地说： “唉！看来，上帝在责怪我狂妄自大！四色猜想真难呀，我简直拿它毫无办法！”
图4
从闵可夫斯基为“四色猜想”空前受挫之后，“四色问题”与“费马大定理”、“哥德巴赫猜想”齐名，即使人津津有味，又令人望而生畏。
4、“四色定理”的例证
对“四色定理”，要给出一般证明的确不是轻而易举的事。但是对若干特殊情形，我们不难给出完满的证明。为了给读者提供资料，现在就正十二面体可用四色涂染作为例证 以窥一斑。
为了画图方便和直观起见，将正十二面体经过“开孔”，“展开”，“摊平”，画成平面（图5）。
并且约定：1号面为“前面”，12号面为“背面”，2至6号面称为“环面”，7至11号面称为“第二环面”。另外，若通过正十二面体的一个旋转，可以将两种涂色的同色面完全重合时，则将这两种涂色方案看成是相同的。有了这些规定之后，我们就可以证明下述定理：用四色涂染正十二面体，有且仅有四种不同的染色方案。
图5
可分三个步骤进行推证：
步，对正十二面体着色，不管任何方案，四种颜色中每种都恰好使用三次（请读者想想这是为什么？）。
第二步，显然，1号面与12号面决不能同色。并且，1号面色调必与第二环面中使用两次的色彩相合；12号面必与环面涂染两次者同色。这显然表明，当环面与背面的色彩染定时，就只能按照唯一的一种染色给其余各面涂上颜色。
第三步，从图6可知，用四种颜色对正十二面体着色，一共只有十二种方案。图中每一行所列的四种方案是互不相同的，而每列所示的三个方案皆可通过旋转而重合。因此证明，只有四种不同的染色方案。
图6
5、科学史的殷切嘱望
上例说明，一张地图中，国家的个数不超过12时，四色定理确实是成立的。这一成功，激发人们不懈地去提高图中国家数目的上限：1922年，有人证明了，一张图中国家的个数不超过25时，四色定理成立；1938年，有人把国家数目提高到32; 1940年，国家数目提高到35; 1969年，上限推到39。这就是说，1922年到1969年将近半个世纪，使“四色定理”得以成立的国家数仅仅提高了14个。这样，要想否定“四色猜想”，至少得设计一张包括40个相邻的闭合区域才有可能。
图7
与此同时，还有人从另一方面开辟道路，提出一系列与四色猜想“等价”的猜想。只要这些“等价”猜想中的任意一个得到证实，那么，四色猜想即告解决。1972年，有人在一篇论文中，对这类“等价”猜想，一口气列出13个之多，可是谁也没能打开缺口，闯出新路。到了二十世纪七十年代中期，美国伊利诺斯大学数学家阿沛尔教授和哈肯教授独树一帜，他们采用肯普当年创立的“不可避免性”与“构形可约性”这一基本思想，启动三台1BM360型超高速电子计算机（这是大学毕业生柯奇专为阿沛尔和哈肯装配的），运转1200个机时，进行了两百亿次逻辑判定，终于在1976年9月获得“四色定理”的证明。为了纪念阿沛尔和哈肯的功绩，伊利诺斯大学城乌尔班纳邮局，在发布“四色定理”已经获证消息的当天，便加盖了纪念邮戳"FOUR COLORS SUFFICE!"（只要四种颜色就够了）借以记录下这亘古以来 的奇迹，同时，及时将成功的喜讯传遍全球。
尽管“四色猜想”在大型超高速电子计算机的帮助下奇迹般地变成了“四色定理”，但四色问题并未因此而宣告结束。我们知道，数学证明的传统风格是简明严谨，笔墨可互施。这个启动超高速电子计算机也要费上千个机时的“马拉松证明”能不能加以简化？不用计算机械能不能给出证明？除了阿沛尔和哈肯的外，还存不存在其它的？所有这些，还摆在数学家和科学爱好者的面前！所有这些，还期待着人们去思索，去探求，去发现，去解决！所有这些，便是科学史赋予人类的殷切瞩望！
本文关键词：四色定理的计算机证明，四色定理是什么意思，四色定理证明过程，四色定理小游戏，四色定理可计算吗。这就是关于《轰动全球的四色问题，四色定理小游戏（世界级难题“西塔潘猜”）》的所有内容，希望对您能有所帮助！
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