อ่าน 2 นาที
ปัญหาเรื่องแสงสว่าง
ปัญหาเกี่ยวกับการให้แสงสว่างเป็นกลุ่มของปัญหาทางคณิตศาสตร์ที่ศึกษาการให้แสงสว่างของห้องที่มีผนังเป็นกระจกเงา โดยใช้ แหล่งกำเนิดแสงแบบจุด
ปัญหาเรื่องแสงสว่าง

ปัญหาเกี่ยวกับการให้แสงสว่างเป็นกลุ่มของปัญหาทางคณิตศาสตร์ที่ศึกษาการให้แสงสว่างของห้องที่มีผนังเป็นกระจกเงา โดยใช้ แหล่งกำเนิดแสงแบบจุด
สูตรดั้งเดิม
คำถามดั้งเดิมนั้นมาจากเอิร์นส์ สเตราส์ในช่วงทศวรรษ 1950 และได้รับการแก้ไขแล้ว สเตราส์ตั้งคำถามว่า ห้องที่มีผนังเป็นกระจกเงาจะสามารถส่องสว่างได้ด้วยแหล่งกำเนิดแสงจุดเดียวเสมอหรือไม่ โดยคำนึงถึงการสะท้อนของแสงจากผนังกระจกเงาซ้ำๆ หรืออีกนัยหนึ่ง คำถามนี้สามารถกล่าวได้ว่า หาก สามารถสร้าง โต๊ะบิลเลียดในรูปทรงใดก็ได้ตามต้องการ จะมีรูปทรงใดที่เป็นไปได้หรือไม่ ที่ทำให้ไม่สามารถตีลูกบิลเลียดที่จุดอื่นได้ โดยสมมติว่าลูกบิลเลียดเป็นจุดและเคลื่อนที่ไปเรื่อยๆ อย่างไม่มีที่สิ้นสุด แทนที่จะหยุดเนื่องจากแรงเสียดทาน
ห้องเพนโรสที่ไร้แสงสว่าง
ปัญหาดั้งเดิมได้รับการแก้ไขครั้งแรกในปี 1958 โดยโรเจอร์ เพนโรสโดยใช้รูปวงรีเพื่อสร้างห้องเพนโรสที่มองไม่เห็นด้วยแสง เขาแสดงให้เห็นว่ามีห้องที่มีผนังโค้งซึ่งจะต้องมีบริเวณมืดเสมอหากได้รับแสงจากแหล่งกำเนิดแสงเพียงจุดเดียว
ห้องรูปหลายเหลี่ยม

ปัญหานี้ยังได้รับการแก้ไขสำหรับ ห้องรูป หลายเหลี่ยมโดย George Tokarsky ในปี 1995 สำหรับ 2 และ 3 มิติ ซึ่งแสดงให้เห็นว่ามีห้องรูปหลายเหลี่ยม 26 ด้านที่ไม่สามารถส่องสว่างได้ โดยมี "จุดมืด" ที่ไม่ได้รับแสงจากจุดอื่นในห้อง แม้จะอนุญาตให้มีการสะท้อนซ้ำก็ตาม[ 1 ] กรณีเหล่านี้เป็นกรณีที่หายาก เมื่อมี จุดมืดจำนวนจำกัด(แทนที่จะเป็นบริเวณ) ที่ไม่สามารถส่องสว่างได้จากตำแหน่งคงที่ของแหล่งกำเนิดแสงเท่านั้น
ในปี พ.ศ. 2538 โทคาร์สกีค้นพบห้องรูปหลายเหลี่ยมที่ไม่สามารถส่องสว่างได้ห้องแรก ซึ่งมี 4 ด้านและจุดขอบเขตคงที่ 2 จุด[ 2 ]ในปี พ.ศ. 2539 เขายังค้นพบห้อง 20 ด้านที่ไม่สามารถส่องสว่างได้ซึ่งมีจุดภายในที่แตกต่างกัน 2 จุด ในปี พ.ศ. 2540 จอร์จ โทคาร์สกีและเดวิด คาสโตรได้เสนอห้อง 24 ด้านที่แตกต่างกัน 2 ห้องที่มีคุณสมบัติเดียวกันแยกกัน[ 3 ] [ 4 ]
ในปี 2016 Samuel Lelièvre, Thierry Monteil และ Barak Weiss แสดงให้เห็นว่าแหล่งกำเนิดแสงในห้องรูปหลายเหลี่ยมที่มีมุม (เป็นองศา) เป็นจำนวนตรรกยะทั้งหมดจะส่องสว่างทั่วทั้งรูปหลายเหลี่ยม ยกเว้นจุดจำนวนจำกัด[ 5 ]ในปี 2019 Amit Wolecki ได้เสริมความแข็งแกร่งให้กับข้อนี้ โดยแสดงให้เห็นว่าสำหรับรูปหลายเหลี่ยมแต่ละรูป จำนวนคู่ของจุดที่ไม่ส่องสว่างซึ่งกันและกันมีจำนวนจำกัด[ 6 ]
- ห้องโทคาร์สกี ยูนิลิวมิเนเบิล รูปทรงหลายเหลี่ยมห้องแรกที่มี 4 ด้าน สร้างขึ้นในปี 1995 วิดีโอแสดงเส้นทางการเคลื่อนที่ของลูกบิลเลียดในห้องนี้
- ห้องโทคาร์สกีที่มองไม่เห็นด้วยแสง (Tokarsky Unilluminable Room) ดั้งเดิม มี 24 ด้าน สร้างขึ้นในปี 1995 วิดีโอแสดงเส้นทางการเคลื่อนที่ของลูกบิลเลียดในห้องนี้
- ห้องทึบแสง 20 ด้าน ปี 1996 วิดีโอแสดงเส้นทางการเคลื่อนที่ของลูกบิลเลียดในห้องนี้
- ห้องโทคาร์สกีที่ไม่ส่องสว่าง มี 27 ด้าน รูปทรงแปลกตา ปี 1996 วิดีโอแสดงเส้นทางการเคลื่อนที่ของลูกบิลเลียดในห้องนี้
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- "ปัญหาการส่องสว่าง – Numberphile"บนYouTubeโดยNumberphile , 28 กุมภาพันธ์ 2017
- "ห้องเพนโรสที่มองไม่เห็นนั้นไม่สามารถให้แสงสว่างได้"บนYouTubeโดยSteve Mould , 19 พฤษภาคม 2022
- " รูปร่างของเห็ดไม่สำคัญในห้องที่ไร้แสงสว่างของเพนโรส " จากวิดีโอในYouTubeโดย Nils Berglund เมื่อวันที่ 13 สิงหาคม 2022
- "ห้องไร้แสงดั้งเดิมของโทคาร์สกีที่มี 24 ด้าน"บนYouTubeโดย จอร์จ โทคาร์สกี, 16 มิถุนายน 2022
- "อักษรภาพอียิปต์: ห้องลึกลับที่โทคาร์สกีมองไม่เห็น"บนYouTubeโดย จอร์จ โทคาร์สกี 15 กรกฎาคม 2022
- "ยูเรก้า! ห้องรูปทรงหลายเหลี่ยมที่ไม่สามารถส่องสว่างได้ห้องแรก"บนYouTubeโดย George Tokarsky, 29 กรกฎาคม 2022
- การสาธิตเชิงโต้ตอบในโครงการสาธิตของ Wolfram
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ปัญหาเรื่องแสงสว่าง
ปัญหาเกี่ยวกับการให้แสงสว่างเป็นกลุ่มของปัญหาทางคณิตศาสตร์ที่ศึกษาการให้แสงสว่างของห้องที่มีผนังเป็นกระจกเงา โดยใช้ แหล่งกำเนิดแสงแบบจุด
สูตรดั้งเดิม
คำถามดั้งเดิมนั้นมาจาก เอิร์นส์ สเตราส์ ในช่วงทศวรรษ 1950 และได้รับการแก้ไขแล้ว สเตราส์ตั้งคำถามว่า ห้องที่มีผนังเป็นกระจกเงาจะสามารถส่องสว่างได้ด้วยแหล่งกำเนิดแสงจุดเดียวเสมอหรือไม่ โดยคำนึงถึงการสะท้อนของแสงจากผนังกระจกเงาซ้ำๆ หรืออีกนัยหนึ่ง...
ห้องเพนโรสที่ไร้แสงสว่าง
ปัญหาดั้งเดิมได้รับการแก้ไขครั้งแรกในปี 1958 โดย โรเจอร์ เพนโรส โดยใช้รูปวงรีเพื่อสร้าง ห้องเพนโรสที่มองไม่เห็น ด้วยแสง เขาแสดงให้เห็นว่ามีห้องที่มีผนังโค้งซึ่งจะต้องมีบริเวณมืดเสมอหากได้รับแสงจากแหล่งกำเนิดแสงเพียงจุดเดียว
ห้องรูปหลายเหลี่ยม
ปัญหานี้ยังได้รับการแก้ไขสำหรับ ห้องรูป หลายเหลี่ยม โดย George Tokarsky ในปี 1995 สำหรับ 2 และ 3 มิติ ซึ่งแสดงให้เห็นว่ามีห้องรูปหลายเหลี่ยม 26 ด้านที่ไม่สามารถส่องสว่างได้ โดยมี "จุดมืด" ที่ไม่ได้รับแสงจากจุดอื่นในห้อง แม้จะอนุญาตให้มีการสะท้อนซ้ำก็ตาม [ 1 ]...