两个业余数学家推翻300年猜想300年数学定律被推翻
一个300多年的难题,居然被两个业余数学家推翻了!
网友感叹:数学家真不容易,花那么多时间来证明一个不能马上产生经济效益的东西。【图1】
故事是这样的:300多年前,有人跟鲁珀特亲王打赌,说两个骰子不可能一个穿过另一个。结果亲王赢了。
后来数学家用理论和实物都证明了:只要顺着立方体的内对角线打个洞,另一个同尺寸的立方体就能完整穿过,留的空隙甚至还能再大4%。
这种能力后来被称为“鲁珀特特性”(Rupert Property),也就是:某个形状能不能钻个直洞,让另一个完全相同的自己穿过去。
几百年来,研究者陆续发现越来越多的多面体都拥有这个能力,包括立方体、正四面体、正八面体、足球(截角二十面体)等等。于是一个大胆的猜想出现了——是不是所有的“凸多面体”都有这项特性?
但现在,这个猜想被击碎了。
两位数学爱好者Steininger和Yurkevich发现了一个真正“穿不过自己”的形状,他们把它命名为——Noperthedron(Nope+Rupert)。这是第一个被严格数学证明无法拥有鲁珀特特性的形状。
Noperthedron长这样:有90个顶点、152个面(其中150个是三角形,两个是正15边形),看起来像个胖胖的水晶花瓶。目前已经有人3D打印出来当笔筒用了。
要证明一个形状不能穿过自己,并不是找不到“洞”就行,而是要能排除所有可能的角度和方向。
他们的做法是:
- 把所有可能的朝向想象成一个高维的“参数空间”;
- 用“全局定理”大范围排除一整片区域;
- 用“局部定理”排除那些几乎重合、只差一点点的小角度;
- 把整个参数空间划成1800万个小区块,用计算机一个个验证;
最终结果是:所有方向都不行。
这个结果,不只是为Noperthedron定了性,更是第一次证明——确实存在一些形状,是永远无法穿过自己的。
几百年的直觉猜想被推翻,而这背后,是两个非学术背景数学爱好者5年的坚持。他们说,他们研究这件事的方式,就是“吃着披萨+聊着数学”。
也许人类能解决最硬核问题的方式,远比想象中朴素。



