0:00:07.053,0:00:14.106 在现在的地图上,你很难找到哥尼斯堡这个城市 0:00:14.106,0:00:17.415 但是它在地理上奇特之处 0:00:17.415,0:00:22.205 使得它在数学上成为最为著名的城市之一。 0:00:22.205,0:00:26.214 这个中世纪的德国城市坐落于普雷格尔河的两岸。 0:00:26.214,0:00:28.875 河的中央有两座大的岛屿。 0:00:28.875,0:00:33.124 这两座岛屿通过七座桥 0:00:33.124,0:00:35.884 与河的两岸以及与彼此连接。 0:00:35.884,0:00:41.296 后来成为附近小镇市长的数学家卡尔·戈特利布·埃勒, 0:00:41.296,0:00:44.395 对这些桥和岛屿十分着迷。 0:00:44.395,0:00:47.205 他一直在考虑一个问题: 0:00:47.205,0:00:51.095 哪一条路径可以使人穿过所有这七座桥 0:00:51.095,0:00:55.136 并且同一座桥只能经过一次? 0:00:55.136,0:00:56.946 思考一下。 0:00:56.946,0:00:57.936 7 0:00:57.936,0:00:58.947 6 0:00:58.947,0:00:59.916 5 0:00:59.916,0:01:00.847 4 0:01:00.847,0:01:01.956 3 0:01:01.956,0:01:02.886 2 0:01:02.886,0:01:03.996 1 0:01:03.996,0:01:05.076 放弃了吗? 0:01:05.076,0:01:06.198 应该是的。 0:01:06.198,0:01:07.513 这是不可能的。 0:01:07.513,0:01:12.636 但是,大数学家莱昂哈德·欧拉[br]在试图解释这个数学问题时, 0:01:12.636,0:01:15.997 开拓了一个新的数学领域。 0:01:15.997,0:01:18.648 卡尔向欧拉写信求助。 0:01:18.648,0:01:23.367 开始,欧拉认为这个问题和数学[br]无关,所以不关心这个问题。 0:01:23.367,0:01:25.136 但是随着他对该问题的思考, 0:01:25.136,0:01:28.977 他越来越发现该问题有一定的意义。 0:01:28.977,0:01:32.906 他得出的答案与一类几何学相关 0:01:32.906,0:01:38.258 但当时并不存在,他称之为位置几何学, 0:01:38.258,0:01:41.897 就是现在著名的图论。 0:01:41.897,0:01:43.443 欧拉最初的想法 0:01:43.443,0:01:48.507 是进入岛屿或河岸和离开岛屿或河岸的路线 0:01:48.507,0:01:50.578 实际上并不重要。 0:01:50.578,0:01:54.427 这样,地图上便可以简化为四个岛 0:01:54.427,0:01:56.627 用四个简单的点表示, 0:01:56.627,0:01:59.297 我们现在称之为节点 0:01:59.297,0:02:04.198 它们之间的线或边代表桥。 0:02:04.198,0:02:09.619 这样,简化的图使我们比较容易计算每个节点的度, 0:02:09.619,0:02:13.219 即连接岛之间桥的数量。 0:02:13.219,0:02:14.598 为什么度很重要呢? 0:02:14.598,0:02:16.828 试想,根据这个问题的规定, 0:02:16.828,0:02:20.678 一旦有人想要通过一座桥到达一个岛屿, 0:02:20.678,0:02:23.800 他就必须通过另外的桥离开。 0:02:23.800,0:02:28.168 也就是说,在任何路线上,通往和离开每个节点的桥 0:02:28.168,0:02:30.587 必须是不同的桥, 0:02:30.587,0:02:34.239 这意味着连接每个岛的桥的数量 0:02:34.239,0:02:36.368 一定是偶数。 0:02:36.368,0:02:40.029 唯一可能的例外是在出发的位置 0:02:40.029,0:02:42.267 和离开的位置。 0:02:42.267,0:02:47.218 看下图,很明显所有四个节点的度都为奇数。 0:02:47.218,0:02:49.187 于是,无论选择什么样的路线, 0:02:49.187,0:02:53.440 在一些点上,一座桥势必会被经过两次。 0:02:53.440,0:02:57.709 欧拉用这个证明发展出了一个通用的理论, 0:02:57.709,0:03:01.721 适用于存在两个或两个以上节点的图。 0:03:01.721,0:03:05.790 每一个边仅经过一次的欧拉路径 0:03:05.790,0:03:09.159 只在两种情况下有可能。 0:03:09.159,0:03:13.769 第一,当仅有两个节点为奇数度时, 0:03:13.769,0:03:16.310 这意味着其它的都是偶数度。 0:03:16.310,0:03:19.659 这样,开始点就是奇数度的一个, 0:03:19.659,0:03:21.770 结束点是另外一个。 0:03:21.770,0:03:26.091 第二,当所有的节点都是偶数度时, 0:03:26.091,0:03:31.231 那么,欧拉路径就从同一个位置开始和结束, 0:03:31.231,0:03:34.758 这被称为欧拉回路。 0:03:34.758,0:03:38.460 于是,你怎么才能在格尼斯堡找到欧拉路径呢? 0:03:38.460,0:03:39.302 这很简单。 0:03:39.302,0:03:41.402 只要移走任一座桥。 0:03:41.402,0:03:46.080 事实说明,历史创造了欧拉路径。 0:03:46.080,0:03:50.198 二战期间,苏联空军摧毁了两个城市之间的一座桥, 0:03:50.198,0:03:53.531 这便创造出了欧拉路径。 0:03:53.531,0:03:57.291 虽然,公平来说,他们的目的不是这样。 0:03:57.291,0:04:00.781 这些炸弹从地图上抹掉了格尼斯堡, 0:04:00.781,0:04:04.910 并且这里被重建为之后的俄罗斯加里宁格勒市。 0:04:04.910,0:04:09.083 所以尽管格尼斯堡和她的七座桥不再存在, 0:04:09.083,0:04:13.361 但是它们会因这个导致全新数学[br]领域出现的谜团被历史记录下来。