Μετάβαση στο περιεχόμενο

Δέκατο όγδοο πρόβλημα του Χίλμπερτ

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Εξώφυλλο του βιβλίου του Ράινχαρντ[1] που κυκλοφόρησε το 1928 και στο οποίο έλυσε το δεύτερο μέρος του προβλήματος.

Το δέκατο όγδοο πρόβλημα του Χίλμπερτ είναι ένα από τα 23 προβλήματα Χίλμπερτ που παρατίθενται σε έναν περίφημο κατάλογο που συνέταξε το 1900 ο μαθηματικός Ντέιβιντ Χίλμπερτ. Θέτει τρία ξεχωριστά ερωτήματα σχετικά με τα πλέγματα και το πακετάρισμα σφαιρών στον Ευκλείδειο χώρο[2].

Ομάδες συμμετρίας σε n διαστάσεις

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το πρώτο μέρος του προβλήματος διερωτάται αν υπάρχουν μόνο πεπερασμένα πολλές ουσιαστικά διαφορετικές ομάδες χώρου στον -διάστατο Ευκλείδειο χώρο. Το συγκεκριμένο ερώτημα απαντήθηκε καταφατικά από τον Μπίμπερμπαχ[3].

Ανισοεδρικά πλακίδια σε 3 διαστάσεις

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το δεύτερο μέρος του προβλήματος διερωτάται αν υπάρχει ένα πολύεδρο που να καλύπτει τον τρισδιάστατο Ευκλείδειο χώρο αλλά να μην είναι η θεμελιώδης περιοχή[4] οποιασδήποτε ομάδας χώρου- δηλαδή, που να καλύπτει αλλά να μην επιτρέπει ισοεδρική (μεταβατική) κάλυψη. Τέτοια πλακίδια είναι τώρα γνωστά ως ανισοεδρικά[5]. Θέτοντας το πρόβλημα σε τρεις διαστάσεις, ο Χίλμπερτ πιθανότατα υπέθετε ότι δεν υπάρχει τέτοιο πλακίδιο στις δύο διαστάσεις- η υπόθεση αυτή αποδείχθηκε αργότερα εσφαλμένη.

Το πρώτο τέτοιο κεραμίδι σε τρεις διαστάσεις ανακαλύφθηκε από τον Καρλ Ράινχαρντ το 1928[1]. Το πρώτο παράδειγμα σε δύο διαστάσεις ευρέθη από τον Χες (Heesch )[6] το 1935.[7] Το σχετικό πρόβλημα του Αϊνστάιν[8] απαιτεί ένα σχήμα που να μπορεί να πλακιδώσει το χώρο αλλά όχι με άπειρη κυκλική ομάδα συμμετριών.

Συσκευασία σφαιρών

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Στο τρίτο μέρος του προβλήματος ζητείται η πυκνότερη συσκευασία σφαιρών ή άλλων καθορισμένων σχημάτων. Αν και περιλαμβάνει ρητά και άλλα σχήματα εκτός από σφαίρες, θεωρείται γενικά ισοδύναμο με την εικασία του Κέπλερ.[9]

Το 1998, ο Αμερικανός μαθηματικός Τόμας Κάλιστερ Χέιλς[10] έδωσε μια απόδειξη της εικασίας Κέπλερ[9] με τη βοήθεια υπολογιστή. Δείχνει ότι ο πιο αποδοτικός τρόπος για να πακετ��ριστούν οι σφαίρες είναι σε σχήμα πυραμίδας. [11]

Εξωτερικοί σύνδεσμοι

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
  1. 1,0 1,1 «Karl Reinhardt - Biography». Maths History (στα Αγγλικά). Ανακτήθηκε στις 19 Δεκεμβρίου 2024. 
  2. Milnor 1976.
  3. «Ludwig Bieberbach - Author Profile - zbMATH Open». zbmath.org. Ανακτήθηκε στις 18 Δεκεμβρίου 2024. 
  4. Weisstein, Eric W. «Fundamental Domain». mathworld.wolfram.com (στα Αγγλικά). Ανακτήθηκε στις 18 Δεκεμβρίου 2024. 
  5. Weisstein, Eric W. «Anisohedral Tiling». mathworld.wolfram.com (στα Αγγλικά). Ανακτήθηκε στις 18 Δεκεμβρίου 2024. 
  6. «Ecken & Kanten - Kristall zwischen Wissenschaft und Kunst /publikationen». web.archive.org. 29 Σεπτεμβρίου 2007. Ανακτήθηκε στις 18 Δεκεμβρίου 2024. 
  7. Edwards 2003.
  8. «A predicted quasicrystal is based on the 'einstein' tile known as the hat» (στα Αγγλικά). 25 Ιανουαρίου 2024. Ανακτήθηκε στις 19 Δεκεμβρίου 2024. 
  9. 9,0 9,1 Weisstein, Eric W. «Kepler Conjecture». mathworld.wolfram.com (στα Αγγλικά). Ανακτήθηκε στις 18 Δεκεμβρίου 2024. 
  10. «Thomas Hales - The Mathematics Genealogy Project». www.genealogy.math.ndsu.nodak.edu. Ανακτήθηκε στις 18 Δεκεμβρίου 2024. 
  11. Hales 2005.