 |
'Vier kleuren is voldoende', zegt de computer door Marco Swaen, Jan Guichelaar |
|
|
1: Het vierkleurenprobleem 2: Wat is een kaart? 3: De telformule 4: De methode van het reduceren 5: Het 'bewijs' van Kempe 6: Ontladen 7: De hulp van de computer
Teken een landkaart, kleur de landen zó dat buurlanden nooit dezelfde kleur hebben, en gebruik daarbij zo min mogelijk kleuren. Je zult zien dat je aan vier kleuren genoeg hebt. Maar hoe bewijs je dat? Dat is kortgezegd het vierkleurenprobleem, waar inmiddels 150 jaar aan gewerkt is en dat vele bewijzen opgeleverd heeft waar echter altijd iets op aan te merken viel. Het eerste bewijs waar nog geen fout in ontdekt is, stamt uit 1976. Het is zo omvangrijk en ingewikkeld dat het alleen met een computer geleverd en gecontroleerd kan worden.
In 1852 was Francis Guthrie (1831-1899) bezig de landkaart van de Engelse counties te kleuren, toen het hem opviel dat hij aan vier kleuren genoeg had, om elke county een andere kleur te geven dan de aangrenzende counties. Zijn broer Frederick legde het probleem voor aan de Londense wiskundeprofessor Augustus De Morgan (1806-1871), via wie het probleem enige bekendheid kreeg. Zo'n vijfentwintig jaar later was het Arthur Cayley (1821-1895) van Trinity College in Cambridge die er voor het eerst een publicatie aan wijdde. Hij kon het probleem niet oplossen, maar toonde wel aan dat het voldoende was landkaarten te beschouwen waarin precies drie landen in elk punt samenkomen (zie volgende paragraaf).
Een jaar later, in 1879, publiceerde de Londense advocaat Alfred Kempe (1849-1922) als eerste een bewijs voor de vierkleurenstelling. In 1880 volgde een tweede bewijs van de hand van P.G. Tait (1831-1901). Het bewijs van Kempe hield elf jaar stand, toen vond Purcy Heawood (1861-1955) uit Durham er een fout in. Niet lang daarna sneuvelde ook het bewijs van Tait.
Voor we de geschiedenis van het vierkleurenprobleem vervolgen, bekijken we Kempes bewijs, dat behalve een fout ook een aantal vruchtbare ideeën bevatte waar latere onderzoekers op verder gingen. Eerst zullen we echter even stil staan bij wat we bedoelen met 'een landkaart', en de zogenaamde telformule afleiden waar Kempes bewijs op gebaseerd is.
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | next
|
|
 |
pythagoras op papier |
|
|
laatste nummer • vorig nummer • archief • over pythagoras abonnementen • posters • oude jaargangen • kennismakingsnummer • Van viervlak naar ster
|
|
|
 |
rekenwerk |
|
|
In jaargang 2003-2004 is het thema van Pythagoras "het rekenwerk" met artikelen over de enorme veranderingen die de afgelopen vijftig jaar hebben plaatsgevonden op rekengebied. Werden vijftig jaar geleden nog tabellen berekend met de hand en met eenvoudige rekenmachines, nu zijn we bijna zover dat we het nalopen van bewijzen uitbesteden aan de computer.
|
| |
|
 | Gerelateerde artikelen | | Het kleuren van kaarten Kaartenmakers weten allang dat je aan vier kleuren genoeg hebt om de landen van een kaart zo te kleuren dat buurlanden nooit dezelfde kleur krijgen. Wiskundigen echter slaagden er lange tijd niet in een bewijs te leveren voor dit ervaringsfeit, dat dan ook bekend stond als het vierkleurenprobleem. De bewijzen, die inmiddels wel gevonden zijn, zijn nog steeds dermate ingewikkeld dat ze zonder computer niet geleverd noch gecontroleerd kunnen worden. Vreemd genoeg blijkt het kleurenprobleem voor landkaarten op ingewikkeldere oppervlakken een heel stuk gemakkelijker. |
|
 |