解法: ケプラー予想の形式的証明:HOL LightとIsabelleによるFlyspeckプロジェクト(2015年)
ざっくり言うと
線形化できないわずかな不等式について、ヘイルズは一点だけでなく領域全体にわたる曲がった関数の厳密な限界をなお必要とする。その領域を何百万もの小さな箱に切り分ける(正しいがひどく遅い)代わりに、彼は微積分を用いて、中心となる一点での値と傾き、それに制御された誤差項によって関数を限界づける——丘の斜面のあらゆる場所でのハイカーの標高を、その位置、向き、そして斜面がどれほど曲がりうるかの限界から予測するようなものである。
詳しい解説
残る要素は、二面角と体積に関する、線形化できないほぼ 個の不等式からなる一つの論理積である。素朴な区間演算——定義域を細分し、各断片上で関数を評価する方法——は形式的には健全だが、これらの多変数不等式に対しては遅すぎる。その代わりに、それぞれの不等式は検証済みの二次テイラー区間拡張を用いて評価される。定義域内の一点 を固定すると、上記の式は、その箱全体における 、、 の限界を、箱の中のすべての に対する の検証済みの包含域へと変換し、はるかに精密でありながら完全に厳密な限界を与える。これは計算機が生成する三つの要素のうち最も計算量の大きいものであり、論文によれば三つの部分問題のうち最も難しいものの検証には CPU時間程度を要するという。
- 区間演算
- 単一の数値の代わりに保証された下限と上限を用いて計算する方法であり、丸め誤差や近似誤差がすべて追跡され、最終的な限界が単に数値的にもっともらしいだけでなく証明可能に正しいままであるようにする。