■ハドヴィガー予想

 コンピュータ計算による網羅的な探求の例としては,以下の2つの有名な極値問題が解決されたことがあげられる.

(1)1988年,ヘールズはケプラーの球の詰め込み問題(1611年)が正しいことを示した.

(2)1976年,ハーケンとアッペルは4色問題(1852年)が正しいことを示した.

 その後,ロバートソン,サンダース,シーモア,トーマスによって証明が簡略化されたが,依然,コンピュータに依存した証明である.

  [参]グラフマイナー,「離散数学のすすめ」第12章,現代数学社

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【1】クラトウスキーの定理

 「与えられたグラフGが平面グラフである必要十分条件は,GがK3,3とK5をマイナーとして含まないことである.」

 K3,3とK5は平面上に枝を交差させることなく描くことができないし,平面上に描くことさえできない.この定理を使うと4色定理は

 「K3,3とK5をマイナーとして含まないグラフは,頂点を4色で彩色することが可能である.」と言い換えることができる.

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【2】ワグナーの分解定理

 「K5をマイナーとして含まないグラフは,平面グラフと8点からなる特殊なグラフから生成可能である.」

 この定理より「K5をマイナーとして含まないグラフは,頂点を4色で彩色することが可能である.」が4色定理と同値であることがわかる.

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【3】ハドヴィガー予想(1943年)

 「Kkをマイナーとして含まないグラフは,頂点を(k−l)色で彩色することが可能である.」

 k=5の場合が4色定理に相当しますから,k≧6の場合は4色定理より強いことを主張しているというわけである.1993年に,ロバートソン,シーモア,トーマスによってk=6の場合が証明された.k≧7の場合は現在解明されていない重要な問題の中で,最も難しい予想のひとつと考えられている.

 さらに,ロバートソンとシーモアはハドヴィガー予想が多項式時間で解決可能であることを証明した.このように彼らの取り組みは,離散数学の中でもとくにグラフ理論,アルゴリズム分野において数多くの深遠な結果と大きな前進をもたらしたのである.

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