情人节谈接吻问题

在公元270年2月14日,基督徒瓦伦丁为了爱情被处死刑,后来每年的这一天,就成了但愿有情人终成眷属的情人节。
    在1694年的情人节,两位著名科学家,艾萨克·牛顿和数学家戴维·格雷戈里,在剑桥大学也曾为了一个“吻”而争论得面红耳赤,不过这不是浪漫的吻,而是一个有趣的几何问题:一颗球,最多能被多少颗同样大小的球同时“亲吻”?
    这个“亲吻”,即是在数学中的相切,在三维空间里,牛顿认为是12个,而格雷戈里则坚持答案是13。直到250多年后的1953年,争论结果才得到了严格的数学证明:牛顿是对的。
    后来,随着广义接吻问题(Kissing Number Problem) — N维空间最佳装球模式(即希尔伯特1900年提出的23个数学难题中的第18问题)的提出,诞生了新学科:离散几何。正如经典的数学著作“离散几何的科研问题(Research Problems in Discrete Geometry)”的序言中,这样写道:“大概正是这场争论开启了离散几何这个领域。”
    接吻数在高维空间里的构造问题,是数学中的一个热门课题,这是因为其已从几何问题,至今成了通信领域的信号编码基础,弦论中高维宇宙的基础。乌克兰数学家维亚佐夫斯卡在2022年,因证明了8维与24维球体堆积的最优解,获得了菲尔兹奖。
    令人欣喜的是在我国,北大复旦联合团队最近开发出了智能的PackingStar,通过AI的强化学习,在多个高维度中获得了广义接吻数构造的突破性进展。

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