Przez prawie 100 lat szukano rozwiązania tej zagadki. Twierdzenie Ramseya wreszcie wyjaśnione

Frank Ramsey to przedwojenny matematyk, który zasłynął między innymi z opracowania twierdzenia nazwanego na jego cześć. Badania nad tą zagadką nie przynosiły większych efektów od prawie stu lat, ale ostatnio doszło do wyczekiwanego postępu. 
Przez prawie 100 lat szukano rozwiązania tej zagadki. Twierdzenie Ramseya wreszcie wyjaśnione

Na czym w ogóle polega rzeczone twierdzenie? Aby je zobrazować, najlepiej posłużyć się porównaniem do imprezy. Ogólne założenie jest następujące: w grupie sześciu osób znajdą się co najmniej trzy osoby, które się znają lub trzy, które się nie znają. Z tego względu można założyć, że r(3,3) jest równe sześć. 

Czytaj też: Układ okresowy dla matematyki? Powstaje coś, co doprowadzi do serii przełomów

Jak dodaje Jacques Verstraete z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego, nie ma znaczenia, jaka jest sytuacja bądź jaką 6-osobową grupę wybierzemy. Bez względu na to znajdziemy w niej trzy osoby, które się znają lub trzy, które się nie znają. Oczywiście niewykluczone, iż takich osób będzie więcej, ale istnieje minimalna liczba wynosząca trzy i odnosząca się do znajomych lub nieznajomych w danej grupie.

Gdy już matematycy wykazali, że r(3,3) = 6, to ich apetyty dodatkowo wzrosły. Nie zamierzali się zatrzymywać i chcieli poznać wyniki dla r(4,4), r(5,5) i r(4,t). W tym ostatnim przypadku liczba niepołączonych punktów jest zmienna. Rozwiązanie dla r(4,4) wynosi 18 i zostało wyznaczone dzięki dokonaniom Paula Erdösa i George’a Szekeresa w latach 30. ubiegłego wieku.

Twierdzenie Ramseya liczy około stu lat, a ostatni istotny postęp w badaniach nad nim nastąpił w latach 30. ubiegłego wieku

Niestety, r(5,5) okazało się znacznie większym wyzwaniem, a żeby zrozumieć, dlaczego tak było, wystarczy krótkie wyjaśnienie. W sytuacji, gdy wiemy, iż rozwiązanie tego równania mieści się na przykład w przedziale 40-50, to przy 45 punktach będziemy musieli wziąć pod uwagę ponad 10 tysięcy wykresów. Z tego względu, zamiast szukać dokładnego rozwiązania, Verstraete oraz jego współpracownik, Sam Mattheus, postanowili poszukać przybliżonej wartości.

Co istotne, w 2019 roku Verstraete, wraz z innym matematykiem, Dhruv Mubayim, rozwiązali wykres dla r(3,t). Później do badań dołączył Mattheus, który ma doświadczenie w geometrii skończonej. W takim składzie szanse naukowców na rozwiązanie zagadki zdecydowanie wzrosły. Jak się okazało, graf pseudolosowy potrzebny do osiągnięcia sukcesu można znaleźć w geometrii skończonej.

Czytaj też: Dlaczego w matematyce stosuje się symbol X? 

Ostatecznie matematycy doszli do wniosku, że rozwiązanie dla r(4,t) jest bliskie funkcji sześciennej t. Z tego względu, chcąc zorganizować imprezę, na której zawsze będą cztery znające się osoby lub t osób, które się nie znają, będziemy musieli zaprosić około t do potęgi trzeciej osób. Oczywiście nie jest to dokładny wynik, ale sami zainteresowani są pewni, że taka wartość jest bliska prawdy. Jak na razie publikacja w tej sprawie ma formę preprintu, ale wkrótce powinna trafić na łamy Annals of Mathematics. W zależności od tego, jego dotychczasowe ustalenia zostaną przyjęte przez innych matematyków, będziemy mogli spodziewać się kontynuacji poszukiwań odpowiedzi na kolejne twierdzenia, takie jak r(5,5).