Индустриальное Запорожье - новости Запорожья

Украина
Украинка решила задачу, над которой ученые бились века
Поделиться

Украинский математик Марина Вязовская нашла решение проблемы укладки шаров в евклидовом пространстве, над которой ученые работали несколько веков. Она проводила исследование для пространств размерностей 8 и 24 (последнее — в сотрудничестве с другими математиками). Об этом стало известно после публикации нескольких научных статей в середине марта.

Украинка решила задачу, над которой ученые бились века

Ученые изучают укладку шаров с 1611 года. Немецкий математики Иоганн Кеплер предположил, что наиболее плотная укладка одинаковых по размеру шаров в пространстве — это пирамидальное упорядочивание апельсинов в магазинах. Несмотря на простоту этой задачи, ее решение появилось лишь в 1998 году, когда американец Томас Хейлс доказал гипотезу Кеплера для трех измерений при помощи математических аргументов и сложных машинных вычислений

Визуализировать укладку шаров в многомерном пространстве сложно, однако она имеет большое практическое значение. Эта задача связана с кодами обнаружения и коррекции ошибок в мобильных телефонах, интернете и космических исследованиях для отправки сообщений через канал с шумами.

— Упаковки шаров в многомерных пространствах используются для улучшения передачи сигнала, — пояснила Марина Вязовская. — Например, код, который связан с 24-мерной упаковкой, использует космический аппарат «Вояджер». Сигнал, посылаемый им, чтобы сообщить о космических открытиях, конечно, искажается. Он разбивается на 24 части — скажем, на 24 бита. Допустим, один из них меняется. Как расшифровать сигнал? Благодаря тому, что шары в упаковке находятся далеко друг от друга, можно понять, какой из сигналов неправильный, и исправить его.

В своем исследовании украинские ученые доказали, что наилучшим способом укладки шаров в евклидовом пространстве размерности 8 стала решетка E8, а 24 — решетка Лича. Именно они стали точкой пересечения различных математических направлений — теории чисел, комбинаторики, гиперболической геометрии, а также физики и теории струн. Однако определить точные причины таких результатов математики пока не могут.

14 марта Вязовская опубликовала научную статью, в которой определила недостающую функцию для пространства размерности 8. Она использовала теорию модулярных форм и на 23 страницах доказала, что для этой размерности наиболее оптимальной будет решетка E8. Через неделю появилась еще одна работа в соавторстве с Питером Сарнаком, Генри Коном и еще тремя математиками, в которой ученые написали о решетке Лича. Ранее Вязовская работала над этой проблемой еще с двумя украинскими математиками Андреем Бондаренко и Даниилом Радченко, которые потом занялись другими проектами.

— Моё открытие — не озарение и не случайность, — призналась Марина Вязовская. — О том, что существует такая задача, я знала давно. Научная статья, в которой предложен метод для доказательства оптимальности этой 8-мерной решётки, была написана ещё в 2003-м. Помню, года четыре назад киевский математик Андрей Бондаренко вдохновил меня заняться этим. Он тогда сказал, что эта задача как раз для меня, я обладаю всеми необходимыми знаниями, чтобы с ней справиться. Я долго взвешивала все за и против и вот два года назад, после переезда в Берлин, начала над ней работать.
Источник: bit.ua и ФОКУС.


Комментарии читателей