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1701019101 斯坦纳三元系存在的充要条件已经得到,那就是
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1701019103 v>1且v≡1,3 mod 6。
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1701019105 但是柯克曼三元系存在的充要条件当时尚未完全确定。孙泽瀛最后指出:如何由斯坦纳系划分为几个柯克曼系,这又是一个很难解决的问题,至今尚未有肯定的答案。
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1701019107 3.陆家羲的功绩
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1701019109 孙泽瀛可能从未想到,他写的《数学方法趣引》这本薄薄的书,会让一位普通的中国青年跳入深深的数学之河。在以后的20多年里,这位青年在艰苦的环境中孤军奋战,竟然独立解决了一连串斯坦纳系和柯克曼系的难题,震动了中外数学界。这位令人肃然起敬的中国数学家就是陆家羲。
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1701019111 陆家羲1935年6月10日出生于上海一个贫苦的市民家庭。父亲以贩卖酱油精为生,以微薄的收入供儿子读书。14岁读初中时,父亲不幸病逝,他只好辍学,到一个汽车五金行做学徒工。1951年考入东北电器工业管理局统计训练班,3个月后分配到哈尔滨电机厂生产科任统计。业余时间补习高中课程。
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1701019113 1957年,陆家羲考入东北师范大学物理系。就在这一年,他看到了《数学方法趣引》这本书,被其中的“柯克曼女生问题”深深吸引,开始下决心要研究它。
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1701019115 1961年大学毕业后,陆家羲先后在内蒙古包头钢铁学院、包头市教育局教研室工作,接着又到包头几个中学任教,最后留在包头九中任物理老师。在以优异的成绩完成本职工作之余,他花费了大量的时间、精力和金钱来从事自己的研究。他利用假期坐火车去北京,在北京图书馆查阅最新的中外组合数学专著和期刊。为了节省钱,甚至晚上就和衣睡在北京火车站的广场上。
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1701019117 就在1961年,陆家羲已证明了RB[3;1;v](柯克曼三元系)存在的充要条件是v≡3 mod 6,并证明了RB[4;1;v](柯克曼四元系)存在的充要条件是v≡4 mod 12。他把写好的论文几度投给了国内的一些数学期刊。遗憾的是,当时国内并没有多少人了解组合数学。他的投稿均遭退回(可惜审稿人中没有孙泽瀛,否则情况可能会完全不同)。
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1701019119 10年以后,1972年,柯克曼三元系和四元系存在的充要条件先后被外国数学家证明。陆家羲失去了本应属于他的荣誉。
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1701019121 1979年,陆家羲又证明了一般柯克曼系RB[k;λ;v]存在的充要条件是
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1701019123 v≡0 mod k,且λ(v-1)≡0 mod (k-1)。
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1701019125 这一结果终于被发表在1984年第4期的《数学学报》上。仅凭此项成果就足以使他厕身一流组合数学家之中。但是,陆家羲很快取得了另一项真正令国际组合数学界感到震惊的成就:他解决了一个已有130多年历史的关于斯坦纳三元系的区组设计难题!
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1701019127 如前所述,如果一个斯坦纳三元系B[3;1;v]存在解,那它可能有好几个解,即存在不同的区组族,它们都满足给定的条件。这时,如果这些区组族彼此之间不存在共同的区组,就称它们是不相交的。简单的计算告诉我们,B[3;1;v]最多只可能有v-2个不相交的区组族。如果它们真的达到了v-2个,就称这些区组族是B[3;1;v]的大集。由此产生了组合数学中的一个著名的问题:对于怎样的v,B[3;1;v]的大集才能存在?该问题早在19世纪50年代就已提出,但直到20世纪80年代,人们只得到了零星的结果。
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1701019129 1983至1984年,国际著名的《组合论杂志》(Journal of Combinatorics Theory)罕见地在两期中连续发表了陆家羲的6篇论文。这6篇论文的总题目是“论不相交斯坦纳三元系的大集”(On Large Sets of Disjoint Steiner Triple Systems,Ⅰ-ⅤⅠ),其中证明了这样的一个定理:如果
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1701019131 v≡1,3 mod 6,v>7且v∉{141,283,501,789,1501,2365},
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1701019133 那么斯坦纳三元系B[3;1;v]的大集就存在。
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1701019135 陆家羲在论文中巧妙地建立了一些基于素数因子的递归关系,并精心设计了一个等价的正交拉丁方系,最后终于基本解决了这个已有130多年历史的斯坦纳三元系大集问题。
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1701019137 4.新星陨落
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1701019139 一名普通的中学物理教师竟然解决了组合数学中的百年难题,陆家羲在中国数学界引起了轰动。于是,人们开始破格邀请他参加各种学术会议,并请他做大会报告,国内几所大学也打算要聘任他。一切已开始变得美好,他终于有可能在一个良好的环境中自由地从事真正喜爱的研究工作,从而能够取得更多更好的学术成就。然而就在这时,不幸的事发生了。1983年10月31日,他从武汉开会结束,途经北京,连夜搭硬座车回包头,积劳成疾的陆家羲因心脏病突然去世。就像一颗新星,突然在夜空闪耀之后,又遽然而逝,令人不胜惋惜。他付出的太多,而我们给予他的支持太少了。
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1701019141 两个月后《人民日报》和《光明日报》等,都在显著位置报道了陆家羲的事迹。全国人民都知道了这位不平凡的中学物理教师。
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1701019143 1987年,陆家羲因“关于不相交斯坦纳三元系大集的研究”而荣获国家自然科学奖一等奖。这是国内数学家所能获得的最高奖励。在此之前,只有华罗庚、吴文俊和陈景润等获得过该奖。
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1701019145 [1] 所有的n个元素的置换(permutation)通过合成关系形成了一种代数结构,叫做“置换群”。
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1701019147 [2] 即只取“真”或“假”两值之一的函数(在逻辑学中称为“函项”)。
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1701019149 [3] 关于“切线法”的介绍,可参考任何一本大学计算数学的教材。
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