■E8格子とハミング・コード(その2)
5次元以上の高次元については,高度に対称的な格子状配置になっている8次元(240個)と24次元(196560個)の場合を除いて未解決であり,現在,正確な値が知られているのは,
τ1=2,τ2=6,τ3=12,τ4=24,τ8=240,τ24=196560
の6つだけなのです.
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【1】E8格子
コクセターは,8次元空間において2個の正軸体と1個の正単体を組み合わせると空間充填形ができ,ケイリー整数の作る格子がその具体形であることを証明した.
原点と単位点,実数成分が1/2で他の3個がすべて+1/2である原点の隣点7点,
(0,0,0,0,0,0,0,0)
(1,0,0,0,0,0,0,0)
(1/2,1/2,1/2,1/2,0,0,0,0)
(1/2,1/2,0,0,1/2,1/2,0,0)
(1/2,1/2,0,0,0,0,1/2,1/2)
(1/2,0,1/2,0,1/2,0,1/2,0)
(1/2,0,1/2,0,0,1/2,0,1/2)
(1/2,0,0,1/2,1/2,0,0,1/2)
(1/2,0,0,1/2,0,1/2,1/2,0)
合計9点は辺長が1の正単体をなす.
他方,原点と全成分が1/2の点
(0,0,0,0,0,0,0,0)
(1/2,1/2,1/2,1/2,1/2,1/2,1/2,1/2)
を軸として,両者から等距離にある4成分が1/2,他の成分が0である14点,
(1/2,1/2,1/2,1/2,0,0,0,0)
(1/2,1/2,0,0,1/2,1/2,0,0)
(1/2,1/2,0,0,0,0,1/2,1/2)
(1/2,0,1/2,0,1/2,0,1/2,0)
(1/2,0,1/2,0,0,1/2,0,1/2)
(1/2,0,0,1/2,1/2,0,0,1/2)
(1/2,0,0,1/2,0,1/2,1/2,0)
とその反転
(0,0,0,0,1/2,1/2,1/2,1/2)
(0,0,1/2,1/2,0,0,1/2,1/2)
(0,0,1/2,1/2,1/2,1/2,0,0)
(0,1/2,0,1/2,0,1/2,0,1/2)
(0,1/2,0,1/2,1/2,0,1/2,0)
(0,1/2,1/2,0,0,1/2,1/2,0)
(0,1/2,1/2,0,1/2,0,0,1/2)
合計16点が辺長1の正軸体を作り,隙間なく全空間を覆うのである.
正軸体,正単体のうち,頂点から最も遠い点はその中心
(1/4,1/4,1/4,1/4,1/4,1/4,1/4,1/4)
(1/2,1/6,1/6,1/6,1/6,1/6,1/6,1/6,1/6)
であり,その距離はそれぞれ1/√2,2/3である.
E8格子の構成法は他にもあり,たとえば,面心立方格子状に単位球を置いた場合の112個の接触点
1/√2(0,・・・,±1,0,・・・,±1,0・・・) (±1の個数は2つ)と128個の隙間の点
1/√8(±1,±1,±1,±1,±1,±1,±1,±1) (+の個数は偶数)
とは直交変換で互いに移りあう.そして,原点においた半径1/2の球に,同じ半径の球を原点の隣点におけば240個の球が接するようにできる.8次元空間における球の接触数は240であり,その配列は本質的にこの形しかないのである.
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この充填形で,正軸体の1つおきの胞に正単体が続き,他の半分の胞は正軸体同士が接する.格子点として1つの格子点を中心にその隣(距離1)の240個の頂点を結んでできる8次元の「亜正多面体」は次のような構造をしている.
頂点240個,辺6720(240×28)本
面(正三角形)60480(6720×9)枚
3次元胞(正四面体)241920(60480×4)個
4次元胞(正五胞体)241920(60480×4)個
5次元胞(正単体)483840個
6次元胞(正単体)207360個
=483840×3/7=240×864
=(17280×8+2160×2^7)/2
7次元胞:各6次元胞に正軸体2個と正単体1個が合わさり
正単体が17280個,正軸体が2160個
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