未解决问题,几何学,1694年提出
接吻数问题
部分解决
对每个维数 ,确定接吻数 :即在欧几里得空间 中,能够同时与中心单位球相切且内部互不重叠的单位球的最大数量。
截至2026年,接吻数 的精确值仅在六个维数中已知:、、(许特–范德瓦尔登,1953)、(穆辛,2003/2008)、 以及 (奥德利兹科–斯隆与列文施泰因,1979)。早在 维情形该问题便已悬而未决,目前已知 (其中 由根格 达到),而在 维中为 (其中 由 达到)。当 时,最优渐近下界为 (延森、约斯与帕金斯,2018),而最优渐近上界仍是1978年的卡巴江斯基–列文施泰因界 。
已知最佳结果
- 在维数 中已证明精确值:、、、、 和 。
- 在维数 中,半正定规划上界与格构造给出 、 和 (巴肖克–瓦伦丁 2008;米特尔曼–瓦伦丁 2010;马查多–德奥利维拉·菲略 2018)。
使用的方法及其局限
| 方法 | 取得的结果 | 局限所在 |
|---|---|---|
| 德尔萨特线性规划界与穆辛推广 | 利用盖根鲍尔(超球)多项式的正定展开,严格证明了 格()、利奇格()以及正 -胞体()的精确最优性。 | 两点相关不等式在 等维数中无法排除几何上不可实现的两点距离分布,从而在最优格配置上方留下了若干个球的差距。 |
| 多点半正定规划层级(巴肖克–瓦伦丁、拉塞尔) | 引入三点与四点球谐函数约束,从而在 维全面压低了上界。 | 矩阵规模与多项式次数随维数 及层级阶数急剧膨胀,在 维中尚未压低至 即遭遇计算瓶颈。 |
尚未解决的问题
- 五维空间的接吻数是否恰好等于 根格所达到的 ?
- 目前介于 与 之间的真实指数增长率 究竟是多少?
参考文献
- Oleg R. Musin (2008). The kissing number in four dimensions · DOI:10.4007/annals.2008.168.1 · arXiv:math/0309430
- Andrew M. Odlyzko, Neil J. A. Sloane (1979). New bounds for kissing numbers · DOI:10.1007/978-1-4757-6568-7_19
- Christine Bachoc, Frank Vallentin (2008). New upper bounds for kissing numbers from semidefinite programming · DOI:10.1090/S0894-0347-07-00589-9