韩国数学家Baek Jin-eon经过七年研究,成功破解了著名的“移动沙发问题”,证明了Gerver常数为最大面积上限。这项成果不仅填补了这一领域近60年的理论空白,还被《科学美国人》评为2025年十大数学突破之一。

搬沙发是个力气活,但在数学家眼里,这却是个烧脑的几何谜题。想象一下,你正在搬运一张沙发,要通过一个L形的走廊,走廊的宽度恒定为1米,转角处是90度。在保证沙发不被卡住的前提下,这张沙发最大能有多大?这就是著名的“移动沙发问题”。

这个问题最早由奥地利裔加拿大数学家Leo Moser在1966年提出。因为它通俗易懂,甚至不需要高深的数学知识就能理解题意,所以经常出现在美国的教科书中,被广为人知。然而,听懂题目是一回事,解开它却是另一回事。在过去的近六十年里,这个看似简单的几何谜题一直困扰着全世界的数学家。

直到最近,这个悬案终于迎来了大结局。一位名叫Baek Jin-eon的韩国数学家成功破解了这一难题,他的研究成果被美国《科学美国人》杂志评选为2025年十大数学突破之一。

要理解Baek Jin-eon的成就,我们得先回顾一下这个问题的历史。在Leo Moser提出问题后,数学家们就开始了漫长的探索。1968年,英国数学家John Hammersley设计了一种形状,其面积约为2.2074平方米。到了1992年,罗格斯大学的教授Joseph Gerver提出了一种更为复杂的曲线图形,将面积提升到了约2.2195平方米。

在随后的几十年里,Gerver的设计一直是“最强候选者”。虽然大家都觉得这可能就是极限了,但始终没有人能从数学上严格证明“不可能存在更大的形状”。这就是Baek Jin-eon想要解决的核心问题。

韩国数学家破解几何悬案“移动沙发问题”
移动沙发问题

Baek Jin-eon目前是韩国高等科学院(Korea Institute for Advanced Study)June E Huh数学挑战中心的研究员,今年31岁。他在2024年底在预印本服务器arXiv上发布了一篇长达119页的论文,通过严密的逻辑推理,最终确定了Gerver提出的图形就是这个问题的硬性上限。

与以往许多严重依赖计算机辅助估算的研究不同,Baek Jin-eon的方法侧重于建立最优化的逻辑证明。这项研究耗费了他七年的时间。他在接受采访时形容这一过程就像是不断地建立希望,然后看着希望破灭,最后只能“从灰烬中拾起灵感继续前行”。

Baek Jin-eon本科毕业于密歇根大学,并在延世大学担任博士后研究员期间,也就是他29岁那年,攻克了这一难题。他坦言自己本质上更像个“白日梦想家”,对他来说,数学研究就是一场“做梦与醒来”的循环。

“移动沙发问题”之所以难解,很大程度上是因为它缺乏历史背景,甚至不清楚背后是否有现成的理论支撑。Baek Jin-eon表示他必须将这个问题与现有的思想联系起来,将其转化为一个优化问题,并为此专门创造了适合的工具。他谦虚地表示,这类问题的进展往往需要漫长的时间来沉淀,自己只是“种下了一颗小小的种子”。

目前,这篇论文正在接受《数学年刊》(Annals of Mathematics)的同行评审,这是数学界门槛最高的顶级期刊之一。对于数学界而言,这不仅是一个趣味谜题的终结,更是人类智慧在几何优化领域的一次重要胜利。

本文译自 The Korea Herald,由 BALI 编辑发布。