Семь проблем тысячелетия

Template 1. Проблема Кука (сформулирована в 1971 г.)
Допустим, находясь в большой компании, вы хотите убедиться, что там же находится ваш знакомый. Если вам скажут, что он сидит в углу, то вам достаточно доли секунды, чтобы, бросив взгляд, убедиться в истинности информации. В отсутствие этой информации вы будете вынуждены обойти всю комнату, рассматривая гостей. Это говорит о том, что решение какой-либо задачи часто занимает больше времени, чем проверка правильности решения.
Стивен Кук сформулировал проблему: может ли проверка правильности решения задачи быть более длительной, чем само получение решения, независимо от алгоритма проверки. Эта проблема является одной из нерешенных проблем логики и информатики. Ее решение могло бы революционным образом изменить основы криптографии, используемой при передаче и хранении данных.

2. Гипотеза Римана (сформулирована в 1859 г.)
Некоторые целые числа не могут быть выражены как произведение двух меньших целых чисел, например 2, 3, 5, 7 и т. д. Такие числа называются простыми числами, и они играют важную роль в чистой математике и ее приложениях. Распределение простых чисел среди всех натуральных чисел не подчиняется никакой закономерности. Однако немецкий математик Риман сделал предположение, касающееся свойств последовательности простых чисел. Если гипотеза Римана будет доказана, то это приведет к революционному изменению наших знаний в области шифрования и к невиданному прорыву в области безопасности Интернета.

3. Гипотеза Берча и Свиннертон-Дайера (сформулирована в 1960 г.)
Связана с описанием множества решений некоторых алгебраических уравнений от нескольких переменных с целыми коэффициентами. Примером алгебраического уравнения является уравнение x2 + y2 = z2. Евклид дал полное описание решений этого уравнения, но для более сложных уравнений получение решения становится чрезвычайно трудным.

4. Гипотеза Ходжа (сформулирована в 1941 г.)
В ХХ веке математики открыли мощный метод исследования формы сложных объектов. Основная идея заключается в том, чтобы использовать вместо самого объекта простые "кирпичики", которые склеиваются между собой и образуют его подобие. Гипотеза Ходжа связана с некоторыми предположениями относительно свойств таких "кирпичиков" и объектов.

5. Уравнения Навье - Стокса (сформулированы в 1822 г.)
Если плыть в лодке по озеру, то возникнут волны, а если лететь в самолете, в воздухе возникнут турбулентные потоки. Предполагается, что эти и другие явления описываются уравнениями, известными как уравнения Навье - Стокса. Решения этих уравнений неизвестны, и при этом даже неизвестно, как их решать. Необходимо показать, что решение существует и является достаточно гладкой функцией. Решение этой проблемы позволит существенно изменить способы проведения гидро- и аэродинамических расчетов.

6. Проблема Пуанкаре (сформулирована в 1904 г.)
Если натянуть резиновую ленту на яблоко, то можно, медленно перемещая ленту без отрыва от поверхности, сжать ее до точки. С другой стороны, если ту же самую резиновую ленту соответствующим образом натянуть вокруг бублика, то никаким способом невозможно сжать ленту в точку, не разрывая ленту или не ломая бублик. Говорят, что поверхность яблока односвязна, а поверхность бублика - нет. Доказать, что односвязна только сфера, оказалось настолько трудно, что математики до сих пор ищут ответ.

7. Уравнения Янга - Миллса (сформулированы в 1954 г.)
Уравнения квантовой физики описывают мир элементарных частиц. Физики Янг и Миллс, обнаружив связь между геометрией и физикой элементарных частиц, написали свои уравнения. Тем самым они нашли путь к объединению теорий электромагнитного, слабого и сильного взаимодействий. Из уравнений Янга - Миллса следовало существование частиц, которые действительно наблюдались в лабораториях во всем мире, поэтому теория Янга - Миллса принята большинством физиков несмотря на то, что в рамках этой теории до сих пор не удается предсказывать массы элементарных частиц.

Last Update: 05/10/2019 02:40 +0300

Лист Мёбиуса иногда ошибочно называют лентой. Это неправильно потому, что лента должна быть ограничена двумя кривыми, или краями. Как нетрудно убедиться, у листа Мёбиуса не только одна сторона, у него и всего одна кромка. По этой кромке его можно вклеить в сферу, если в ней прорезать отверстие. Поверхность, которая получится в итоге, называют проективной плоскостью. Она не только двухмерная, как и поверхность сферы или тора, но и односторонняя, как поверхность листа Мёбиуса. Вдобавок к этому ее нельзя вложить в обычное трехмерное пространство, а потому и представить ее себе выше человеческих сил. Фото (Creative Commons license): Dave Gough

Сколько уже говорено про то, что российские ученые , при всей их квалификации, получают нищенские зарплаты. Тем не менее именно ученые, в отличие от различных топ-менеджеров, поп-звезд и супер-спортсменов, способны буквально в одночасье заработать миллион долларов. Для этого надо всего лишь сесть, подумать и решить одну из математических «проблем тысячелетия».

Почем проблема

По сравнению с прошлым столетием количество таких проблем сократилось почти в четыре раза. Когда в самом начале XX века знаменитый немецкий математик Давид Гильберт (David Hilbert , 1862-1943) выступил на международном математическом конгрессе в Париже , представленный им список математических и логических задач, которые предстояло решить в ближайшие сто лет, насчитывал 23 позиции. Плюс еще три проблемы, с которых он начал свою речь и которые, будучи уже упомянутыми, не вошли в основной список. Настолько они казались Гильберту само собой разумеющимися. А одна из самых красивых — задача о равносоставленности многогранников одинакового объема — была решена за несколько лет до того, как Гильберт ее поставил.

Первой из упомянутых им и последней из решенных проблем (всего к концу века двадцать из них было решено полностью) стало доказательство знаменитой Великой теоремы Ферма (Fermat’s Last Theorem). Две из оставшихся проблем были решены частично, две открыты до сих пор, одна, о математическом описании физических аксиом, признана нематематической, и одна, о прямой как кратчайшем соединении двух точек, была объявлена слишком расплывчатой, из-за чего невозможно было понять, решена она или нет.

Новый список проблем, составленный уже в начале этого века, насчитывает всего семь задач. Коренное отличие нынешнего списка, названного «Задачи тысячелетия» (Millennium Prize Problems), состоит в том, что за решение каждой из них частный некоммерческий фонд, основанный в 1998 году в американском Кембридже бостонским бизнесменом Лэндоном Клеем (Landon T. Clay), назначил премию в 1 млн. Вернее сказать, наоборот: проблем было выбрано именно семь по числу выделенных на их решение миллионов. Решение проблем Гильберта никакого вознаграждения, кроме вечной научной славы и глубокого научного же удовлетворения, не подразумевало.

Что значит материальный стимул

Первый миллион Клея был присужден 18 марта 43-летнему российскому математику, в недавнем прошлом сотруднику Григорию Яковлевичу Перельману, доказавшему справедливость так называемой гипотезы Пуанкаре (Poincaré Conjecture).

Если натянуть на мячик эластичную ленту, то, постепенно стягивая ее, не разрывая и нигде не отрывая от поверхности, можно собрать ее в одну точку. Про нее тогда говорят, что она «гомотопна нулю». Если же вы натянете такую ленту на бублик, такой же трюк уже может и не пройти: не всякая кривая на бублике будет гомотопна нулю.

Судьба оставшихся миллионов

Гипотеза Берча и Свинертон-Дайера

Уравнения вида x n + y n + z n + … = t n на множестве целых чисел привлекали внимание математиков с античных времен. Решения самого простого из них x 2 + y 2 = z 2 (например, знаменитых «египетский треугольник» — 3 2 + 4 2 = 5 2) было известно еще в Вавилоне, а полностью его исследовал еще в III веке н. э. александрийский математик Диофант (Διόφαντος ὁ Ἀλεξανδρεύς, Diophantus, III век н.э.). Именно на полях его «Арифметики» написал формулировку своей знаменитой теоремы Пьер Ферма (Pierre de Fermat , 1601 или 1607/8-1665). А одно из самых больших решений (в докомпьютерную эпоху) предложил в 1769 году Леонард Эйлер (1707-1783). Ему удалось соорудить следующее равенство: 2 682 440 4 + 15 365 639 4 + 18 796 760 4 = 20 615 673 4 .

Универсального метода вычисления для подобных уравнений не существует. Однако еще во времена долгих безуспешных попыток доказать теорему Ферма стало известно об их связи с простыми числами, а потом и с некоторыми классами плоских кривых. Корни диофантовых уравнений, простые числа и точки пересечения плоских кривых описываются с помощью некоторых специальных функций — например, дзета-функции Римана или ее обобщения, L -функции Гассе-Вейля . Математики Берч (Bryan John Birch) и Свинертон-Дайер (Sir Henry Peter Francis Swinnerton-Dyer) в 1960 году, экспериментируя на компьютере с некоторыми известными кривыми, обнаружили для них довольно простое поведение L -функции вблизи нулей. Тогда они предположили, что это свойство будет сохраняться для любых кривых. Ни доказать, ни опровергнуть это предположение пока никто не смог. Если считаете, что доказать это вам не под силу, найдите пример, при котором свойство не сработает, и можете считать, что миллион у вас в кармане. Ведь для его получения вполне достаточно и опровергнуть гипотезу даже простым частным случаем.

Гипотеза Ходжа

Исследовать сложный объект тем сложнее, чем сложнее он устроен. Поэтому математики обычно сначала пытаются разложить его на объекты более простые, работать с которыми, как понятно, проще. Проблема в том, что просто разложить объект на составляющие получается далеко не всегда. Иногда при этом возникают новые части, неизвестно откуда взявшиеся и непонятно что из себя представляющие. Либо, наоборот, при более детальном исследовании выясняется, что каких-то деталей явно не хватает. Проще говоря, исследуя просто кирпичи, мы не можем себе представить, что собой представляет составленный из них дом, как он выглядит и по каким правилам его строят. Для этого нужно, как минимум, изучить еще и заключенное между ними пустое пространство комнат. Профессор Кембриджа Вильям Ходж (William Vallance Douglas Hodge , 1903-1975) в своих трудах в 1941 году описал условия, при которых, как ему кажется, такие непонятные «лишние» части не могут возникать и в которых любое геометрическое тело можно исследовать как алгебраическое уравнение, составив его математическую модель. Ни доказать его предположение, ни опровергнуть его ученые не могут уже почти 70 лет.

Уравнения Навье-Стокса

Когда вы плывете по озеру на лодке, от нее разбегаются волны . Вслед за летящим самолетом или мчащимся автомобилем возникают турбулентные потоки — подобные волнам воздушные завихрения. Все эти явления описываются созданными еще в 1822 году уравнениями Навье-Стокса. Несмотря на то что уравнения созданы уже достаточно давно, как их решать, до сих пор никто не знает. Мало того, никто пока даже не знает, существует ли вообще способ их решения. В то же время ими весьма активно пользуются не только математики, но и конструкторы самолетов, автомобилей и кораблей. Правда, использовать их можно пока только методом НТ («научного тыка»): подставляя уже известные значения скорости, времени, давления, плотности и так далее и проверяя, подходят ли они друг к другу. Если кто-нибудь найдет метод решения, пользоваться уравнениями можно будет и в противоположном направлении, вычисляя из равенства все необходимые параметры. Это сделает ненужными аэродинамические испытания. Впрочем, премию математик получит и в том случае, если докажет, что метода решения нет.

Проблема Решения-Проверки (Проблема Кука-Левина)

Если перед человеком ставят задачу найти в лесу закопанный там в прошлом веке клад , он может потратить на поиски и год, и два, и десятилетие, а то и всю жизнь. Все происходит гораздо быстрее, когда ему говорят: «Клад зарыт под единственной в лесу осиной. Пойди и проверь». Примерно то же происходит при решении любой задачи. Все мы прекрасно понимаем, что на проверку какого-нибудь решения времени уходит обычно меньше, чем на само решение. Понимать-то понимаем, а доказать сей простой и, казалось бы, логичный факт, как оказалось, не можем. А поэтому, если вам удастся найти такую задачу, проверка правильности решения которой, независимо от способа проверки, будет занимать времени больше, чем само решение — срочно связывайтесь с институтом Клея, и через два года вы станете обладателем миллиона долларов. Решение сформулированной в 1971 году «проблемы Кука», по словам ученых, приведет к настоящей революции в области криптографии и к появлению систем шифрования, которые просто невозможно будет взломать. Очень грубо: появятся шифры, проверка правильности взлома которых будет происходить бесконечно долго.

Гипотеза Римана

Среди всей массы чисел особое место занимают числа, которые невозможно разделить ни на что более мелкое, чем они сами: 1, 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17 и так далее. Такие числа называются «простыми», и они для математиков крайне важны. Как они распределяются по числовому ряду — пока известно одному Богу. Риман в 1859 году даже не предложил способ их поиска или проверки. Проверить, является ли число простым или нет, можно только попробовав разделить его на все меньшие его простые числа (самое большое из известных на сегодняшний день простых было найдено в августе 2008 года и состоит из 12 978 189 цифр). Он просто нашел метод, по которому можно определить максимальное количество простых чисел, не превышающих некое заданное число. На сегодня математики проверили этот метод с полутора триллионами «простых». Сбоев пока найдено не было. Однако это вовсе не говорит о том, что метод не споткнется на полтора триллиона первой проверке. А поскольку гипотеза Римана, перешедшая в новый список еще из списка Гильберта, активно используется для расчета систем безопасности передачи данных в сотовых сетях, в сети Интернет и так далее, ее доказательство имеет весьма практический смысл. И миллион здесь платить есть за что.

Уравнения Янга-Миллса

Свои квантовые уравнения американские физики Чжэнь-нин Янг (Chen-Ning Franklin Yang) и Роберт Миллс (Robert L. Mills, 1927-1999) составили в 1954 году, исходя из самых общих представлений о симметрии элементарных частиц . Несмотря на формальность подхода, уравнения замечательно описывают почти все известные виды взаимодействий — сильное, слабое и электромагнитное. С помощью уравнений даже было предсказано открытие новых частиц, которые потом были действительно найдены в экспериментах, проведенных в крупнейших лабораториях мира — Brookhaven, Stanford и CERN. Но при этом до сих пор непонятно, как они работают и, вообще, так ли уж они верны. Из всех вышеперечисленных уравнений эти — наиболее сложные, поэтому мы их приводить не будем. Но если вам не хватит пяти миллионов, которые можно получить за решение предыдущих пяти проблем, никто вам не запретит постараться решить еще и эту. Дерзайте и обрящете.

Новости партнёров

Витебский М.

Миллион долларов за дырку от бублика

Ученые считают, что 38-летний российский математик Григорий Перельман предложил верное решение проблемы Пуанкаре. Об этом на научном фестивале в Эксетере (Великобритания) заявил профессор математики Стэнфордского университета Кит Девлин.

Про-б-ле-ма (ее так-же на-зы-ва-ют за-да-чей или ги-по-те-зой) Пу-ан-ка-ре от-но-сит-ся к чи-с-лу се-ми ва-ж-ней-ших ма-те-ма-ти-че-с-ких про-б-лем, за ре-ше-ние ка-ж-дой из ко-то-рых на-зна-чил пре-мию в один мил-ли-он дол-ла-ров. Имен-но это и при-вле-к-ло столь ши-ро-кое вни-ма-ние к ре-зуль-та-там, по-лу-чен-ным Гри-го-ри-ем Пе-рель-ма-ном , со-т-руд-ни-ком ла-бо-ра-то-рии ма-те-ма-ти-че-с-кой фи-зи-ки Санкт-Пе-тер-бург-ско-го от-де-ле-ния Ма-те-ма-ти-че-с-ко-го ин-сти-ту-та име-ни Сте-к-ло-ва .

Ученые всего мира узнали о достижениях Перельмана из двух препринтов (статей, предваряющих полноценную научную публикацию), размещенных автором в ноябре 2002-го и марте 2003 года на сайте архива предварительных работ Лос-Аламосской научной лаборатории .

Согласно правилам, принятым Научным консультативным советом института Клэя, новая гипотеза должна быть опубликована в специализированном журнале, имеющем "международную репутацию". Кроме того, по правилам Института, решение о выплате приза принимает, в конечном счёте, "математическое сообщество": доказательство не должно быть опровергнуто в течение двух лет после публикации. Проверкой каждого доказательства занимаются математики в разных странах мира.

Проблема Пуанкаре

ЖЮЛЬ АНРИ ПУАНКАРЕ. Фото с сайта www.krugosvet.ru

Проблема Пуанкаре относится к области так называемой топологии многообразий - особым образом устроенных пространств, имеющих разную размерность. Двухмерные многообразия можно наглядно представить себе, например, на примере поверхности трехмерных тел - сферы (поверхности шара) или тора (поверхности бублика).

Легко вообразить, что произойдет с воздушным шариком, если его деформировать (изгибать, скручивать, тянуть, сжимать, пережимать, сдувать или надувать). Ясно, что при всех вышеперечисленных деформациях шарик будет изменять свою форму в широких пределах. Однако мы никогда не сможем превратить шарик в бублик (или наоборот) без нарушения непрерывности его поверхности, то есть не разрывая. В этом случае топологи говорят, что сфера (шарик) негомеоморфна тору (бублику). Это означает, что данные поверхности невозможно отобразить одну на другую. Говоря простым языком, сфера и тор различны по своим топологическим свойствам. А поверхность воздушного шарика при всевозможных его деформациях гомеоморфна сфере, равно как поверхность спасательного круга - тору. Иными словами, любая замкнутая двумерная поверхность, не имеющая сквозных отверстий, обладает теми же топологическими свойствами, что и двухмерная сфера.

Проблема Пуанкаре утверждает то же самое для трехмерных многообразий (для двухмерных многообразий, таких как сфера, это положение было доказано еще в XIX веке). Как заметил французский математик, одно из важнейших свойств двухмерной сферы состоит в том, что любая замкнутая петля (например, лассо), лежащая на ней, может быть стянута в одну точку, не покидая при этом поверхности. Для тора это справедливо не всегда: петля, проходящая через его отверстие, стянется в точку либо при разломе тора, либо при разрыве самой петли. В 1904 году Пуанкаре высказал предположение, что если петля может стягиваться в точку на замкнутой трехмерной поверхности, то такая поверхность гомеоморфна трехмерной сфере. Доказательство этой гипотезы оказалось чрезвычайно сложной задачей.

Сразу уточним: упомянутая нами формулировка проблемы Пуанкаре говорит вовсе не о трехмерном шаре, который мы можем представить себе без особого труда, а о трехмерной сфере, то есть о поверхности четырехмерного шара, который представить себе уже гораздо труднее. Но в конце 1950-х годов неожиданно выяснилось, что с многообразиями высоких размерностей работать гораздо легче, чем с трех- и четырехмерными. Очевидно, отсутствие наглядности - далеко не главная трудность, с которой сталкиваются математики в своих исследованиях.

Задача, подобная проблеме Пуанкаре, для размерностей 5 и выше была решена в 1960 году Стивеном Смэйлом (Stephen Smale), Джоном Стэллингсом (John Stallings) и Эндрю Уоллесом (Andrew Wallace). Подходы, использованные этими учеными, оказались, однако, неприменимы к четырехмерным многообразиям. Для них проблема Пуанкаре была доказана лишь в 1981 году Майклом Фридманом (Michael Freedman). Трехмерный же случай оказался самым сложным; его решение и предлагает Григорий Перельман.

Необходимо отметить, что у Перельмана есть соперник. В апреле 2002 года профессор математики британского университета Саутгемптон Мартин Данвуди предложил свой метод решения проблемы Пуанкаре и теперь ожидает вердикт от института Клэя.

Специалисты считают, что решение проблемы Пуанкаре позволит сделать серьезный шаг в математическом описании физических процессов в сложных трехмерных объектах и даст новый импульс развитию компьютерной топологии. Метод, который предлагает Григорий Перельман, приведет к открытию нового направления в геометрии и топологии. Петербургский математик вполне может претендовать на премию Филдса (аналог Нобелевской премии, которую по математике не присуждают).

Между тем, некоторые находят поведение Григория Перельмана странным. Вот что пишет британская газета "Гардиан": "Скорее всего, подход Перельмана к разгадке проблемы Пуанкаре верный. Но не все так просто. Перельман не предоставляет доказательств того, что работа издана в качестве полноценной научной публикации (препринты таковой не считаются). А это необходимо, если человек хочет получить награду от института Клэя. Кроме того, он вообще не проявляет интереса к деньгам".

Видимо, для Григория Перельмана, как для настоящего ученого, деньги - не главное. За решение любой из так называемых "задач тысячелетия" истинный математик продаст душу дьяволу.

Список тысячелетия

ДЭВИД ГИЛБЕРТ. Фото с сайта www.krugosvet.ru

8 августа 1900 года на международном математическом конгрессе в Париже математик Дэвид Гилберт (David Hilbert) изложил список проблем, которые, как он полагал, предстояло решить в ХХ веке. В списке было 23 пункта. Двадцать один из них на данный момент решены. Последней решенной проблемой из списка Гилберта была знаменитая теорема Ферма , с которой ученые не могли справиться в течение 358 лет. В 1994 году свое решение предложил британец Эндрю Уайлз. Оно и оказалось верным.

По примеру Гилберта в конце прошлого века многие математики пытались сформулировать подобные стратегические задачи на ХХI век. Один из таких списков приобрел широкую известность благодаря бостонскому миллиардеру Лэндону Клэю (Landon T. Clay). В 1998 году на его средства в Кембридже (Массачусетс, США) был основан и установлены премии за решение ряда важнейших проблем современной математики. 24 мая 2000 года эксперты института выбрали семь проблем - по числу миллионов долларов, выделенных на премии. Список получил название Millennium Prize Problems:

1. Проблема Кука (сформулирована в 1971 году)

Допустим, что вы, находясь в большой компании, хотите убедиться, что там же находится ваш знакомый. Если вам скажут, что он сидит в углу, то достаточно будет доли секунды, чтобы, бросив взгляд, убедиться в истинности информации. В отсутствие этой информации вы будете вынуждены обойти всю комнату, рассматривая гостей. Это говорит о том, что решение какой-либо задачи часто занимает больше времени, чем проверка правильности решения.

Стивен Кук сформулировал проблему: может ли проверка правильности решения задачи быть более длительной, чем само получение решения, независимо от алгоритма проверки. Эта проблема также является одной из нерешенных задач из области логики и информатики. Ее решение могло бы революционным образом изменить основы криптографии, используемой при передаче и хранении данных.

2. Гипотеза Римана (сформулирована в 1859 году)

Некоторые целые числа не могут быть выражены как произведение двух меньших целых чисел, например 2, 3, 5, 7 и так далее. Такие числа называются простыми и играют важную роль в чистой математике и ее приложениях. Распределение простых чисел среди ряда всех натуральных чисел не подчиняется никакой закономерности. Однако немецкий математик Риман высказал предположение, касающееся свойств последовательности простых чисел. Если гипотеза Римана будет доказана, то это приведет к революционному изменению наших знаний в области шифрования и к невиданному прорыву в области безопасности Интернета.

3. Гипотеза Берча и Свиннертон-Дайера (сформулирована в 1960 году)

Связана с описанием множества решений некоторых алгебраических уравнений от нескольких переменных с целыми коэффициентами. Примером подобного уравнения является выражение x 2 + y 2 = z 2 . Эвклид дал полное описание решений этого уравнения, но для более сложных уравнений поиск решений становится чрезвычайно трудным.

4. Гипотеза Ходжа (сформулирована в 1941 году)

В ХХ веке математики открыли мощный метод исследования формы сложных объектов. Основная идея заключается в том, чтобы использовать вместо самого объекта простые "кирпичики", которые склеиваются между собой и образуют его подобие. Гипотеза Ходжа связана с некоторыми предположениями относительно свойств таких "кирпичиков" и объектов.

5. Уравнения Навье - Стокса (сформулированы в 1822 году)

Если плыть в лодке по озеру, то возникнут волны, а если лететь в самолете, в воздухе возникнут турбулентные потоки. Предполагается, что эти и другие явления описываются уравнениями, известными как уравнения Навье - Стокса. Решения этих уравнений неизвестны, и при этом даже неизвестно, как их решать. Необходимо показать, что решение существует и является достаточно гладкой функцией. Решение этой проблемы позволит существенно изменить способы проведения гидро- и аэродинамических расчетов.

6. Проблема Пуанкаре (сформулирована в 1904 году)

ПРОФЕССОР МАРТИН ДАНВУДИ, ТАКЖЕ ПРЕДЛО-ЖИВ-ШИЙ РЕШЕНИЕ ПРОБ-ЛЕ-МЫ ПУАНКАРЕ. Фото с сайта www.maths.soton.ac.uk

Если натянуть резиновую ленту на яблоко, то можно, медленно перемещая ленту без отрыва от поверхности, сжать ее до точки. С другой стороны, если ту же самую резиновую ленту соответствующим образом натянуть вокруг бублика, то никаким способом невозможно сжать ленту в точку, не разрывая ленту или не ломая бублик. Говорят, что поверхность яблока односвязна, а поверхность бублика - нет. Доказать, что односвязна только сфера, оказалось настолько трудно, что математики ищут правильный ответ до сих пор.

7. Уравнения Янга - Миллса (сформулированы в 1954 году)

Уравнения квантовой физики описывают мир элементарных частиц. Физики Янг и Миллс, обнаружив связь между геометрией и физикой элементарных частиц, написали свои уравнения. Тем самым они нашли путь к объединению теорий электромагнитного, слабого и сильного взаимодействий. Из уравнений Янга - Миллса следовало существование частиц, которые действительно наблюдались в лабораториях во всем мире, поэтому теория Янга - Миллса принята большинством физиков несмотря на то, что в рамках этой теории до сих пор не удается предсказывать массы элементарных частиц.

Михаил Витебский
http://vip.lenta.ru/news/2004/09/12/poincare/

Витебский М. Миллион долларов за дырку от бублика // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.11516, 17.09.2004

В математике есть одна нерешённая задача. Проблема Кука.
Стивен Кук сформулировал проблему так: может ли проверка правильности решения задачи быть более длительной, чем само получение решения, независимо от алгоритма проверки.

Если относиться философски к её решению, то она решена уже давно такими лицами как Мендель. Она была решала быстрее чем это было доказано....

Вот и проблема с Путником. А это проблема... На многих форумах математических, мною выставлялась тема о нахождении предела последовательности. Где были одни строго математические условия. И везде ответ легко находился и был одинаков. Предел
X это плюс-бесконечность, а Y - это 0.

Но когда, выставлялась тема с Путником, откуда в принципе и брались расчёты с последовательностью X и Y, то уже сложности с ответом.
И если в первой теме надо было найти предел последовательности X, то в вопросе с Путником это итог X. То есть на какое количество не наступит Путник.
Предел и итог, это же одно и тоже. То, к чему стремиться действие.

А вопрос то как мне кажется и не сложный.

Путник, решил пройти путь из бесконечного количества квадратов выстроенных в один ряд, и при этом наступить на все квадраты. Но, при каждой новой попытке он должен увеличивать длину своего шага.
На деле же, путник при первой попытке прошагивал Х(1) квадратов, при второй Х(2)...и так далее.
При этом:

Разве у Путника есть шанс наступить на все, или же на конечное количество квадратов?!
Разве не при исходе 0 или же любого конечного числа, результат должен быть не таким?:
Х(1)>Х(2) >Х(3) >Х(4)>...и так далее.

Так вот..может быть здесь спрятана проблема Кука?! Предел последовательности Х мы определяем легко, а ответ с итогом Х(числом квадратов на которые не наступит Путник) уже не можем найти ответ.

В принципе, процесс пути Путника, можно записать и по иному. Не через величину прошагивания.

1 попытка.
Если квадраты разбить численно на группы по 5 квадратов, то мы получим бесконечное количество групп по 5 квадратов в каждой.

2 попытка.
Если оставшиееся не тронутыми квадраты разбить численно на группы по 7 квадратов, то мы получим бесконечное количество групп по 7 квадратов в каждой.
Так вот, пройдя путь, Путник наступил в каждой группе на 2 квадрата.

Если следовать тому что Путник наступает постепенно первые квадраты от начала, то неважно сама система наступлений и мы в итоге придём к 0 квадратов на которые не наступала нога Путника.

Но тогда мы увидим:

Вот к примеру из первых 5 мы наступили на 2. Осталось 3. Тогда добавляем 4 и получаем 7.
Теперь от 7 наступаем на 2 и получаем 5. Далее до 5 добавляем 6, что бы в группе было 11, и наступаем на 2. Осталось 9.
Далее, добавляем 4 и получаем в группе 13. Наступаем на 2 и получаем 11.
Далее, добавляем 6 и получаем в группе 17. Наступаем на 2 и получаем 15.
Далее, добавляем 4 и получаем в группе 19. Наступаем на 2 и получаем 17.
Далее, добавляем 6 и получаем в группе 23. Наступаем на 2 и получаем 21.
И так далее.
Что мы видим?
Вот как шло увеличение остатка после наступления:
3..5..9..11...15...17...21..
Как мы видим количество на которое мы не можем наступить, растёт...и мы его как бы выталкиваем вперёд...Если убираем первые. Но..наши квадраты «прибиты» к дороге, и поэтому это количество должно располагаться на своём месте.

Вот и поэтому вопрос вопросов.
И это как оказалось ТРУДНЫЙ вопрос!. Если честно признаться, то,ранее я думал иначе.
А вопрос в том же:»На какое количество квадратов не наступит Путник? Разве не на бесконечное?!»