【01百科】什麼是「七橋問題」?答案是什麼?

撰文:劉淩鋒
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「七橋問題」是一個經典的數學原理誕生的故事。話說,在十八世紀三十年代東普魯士的哥尼斯堡市(Konnigsberg),即今天俄羅斯加里寧格勒,有一條河貫穿其中,而小城的中心有2個小島,當時有7座橋把小島和對岸連接起來。

後來,城鎮中的人開始疑問:「有沒有可能找出一條路線,經過所有的橋但每座橋只需經過一次?」人們試了又試,卻沒有答案。此問題引起了數學家歐拉(Leonhard Euler,1707-1783)的關注。他證實,無法做到一次過走遍7條橋而不重覆。

歐拉在聖彼得堡科學院發表《哥尼斯堡的七橋》一文中解答。他將陸地簡化成點,而橋則用線來代表。他發現若從某點出發後最後在不走重覆路線地回到起點,連接起點的線數目必須是雙數。歐拉稱這種點稱為偶頂點,而連有單數條線數目的點稱為奇頂點。由於「七橋問題」中的陸地(點)連接的橋(線)為單數,所以無法做到一次過走遍7條橋而不重覆。歐拉在解答「七橋問題」中也提出了「一筆劃定理」。一般認為, 數學中的拓撲學和圖論都以它作為發端。