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2021-02-12
本帖拟分成四个部分,

一,一些说明
二,一个国家的情况
三,一切国家的情况
四,总结一下

这个证明应该是成立的,不过,也可能是错误的,或者是有缺陷的。
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2021-2-12 20:16:38
一、一些说明

四色问题已经被证明,已经有四色定理。不过,据说还没有公认的逻辑证明,好像是还没有。

逻辑证明可能有许多种思路,这里提供一种。

本帖只考虑球面地图,省略平面地图,这是为了行文方便。因为球面地图可以涵盖平面地图,也可以转换成平面地图。

本帖不考虑飞地和公地,这是为了简便。如果有飞地,四种颜色肯定不够用。如果有公地,可以划分到周边国家去,或者,可以把公地看成特殊的国家。就是说,像地球的世界地图当中,就被看成没有公海之类了,没有岛国,没有无主的区域。像南极洲等等,也可以看成南极洲国等等。这样,所有的国家都会有相邻关系,至少有一个邻国。

本帖也不考虑三种颜色是否够用,五种颜色是否多余,等等,因为这些问题早就被明确了。

四色问题中的相邻,是指有接壤,有足够长的边界线,不是指有切点,一个没有长度的点。

四色问题中,各国的面积有大有小,但面积足够大,不会是一个点。这也意味着国家的数量有限,国家之间的相邻关系也有限,不是无穷无尽。据说,国家数量有限前提下的结论,可以推广,在国家数量无限的时候也能适用。

四色问题意味着,一幅球面地图上,国家的数量或多或少,可以多达几百亿个,国家的形状也可以千奇百怪。譬如像大树的剪影,有树根,树干,树枝,树叶,处处都可邻接。譬如像大河的泛滥,水网密布,四面八方,所过皆可波及,等等。所以,需要找出规律性的东西。

本帖把任意一个国家看成若干个地区,这些地区之间是连通的,有对外的共同边界,是个闭环。同样,任意多个有连通关系的国家也有对外的共同边界,也是个闭环。就是说,任意球面地图都可以看成一个圆环,里外二个圆圈,所有相邻关系都发生在这里,从而简化了问题,进行了证明。


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2021-2-13 18:55:23
二、一个国家的情况

球面地图上任意一个国家,可以看成有若干个地区。这些地区是连通的,有地区之间的内部的接壤,构成一个国家。这些地区作为一个整体,对外部的其他国家来说,有对外的国家之间的国界线。从国界线上任何一点出发,沿着国界线前进,总是能回到这个起点,形成一个回路、闭环。所以,任意一国的国界线,无论是任何形状,在经过变形之后,可以看成一个圆周。

任意一国可能有一个这样的圆周,也可能有更多个、若干个。某国有若干个这样的圆周,说明存在国中之国的情况,例如意大利境内有梵蒂冈。某国有若干个这样的圆周,则其中任意一个圆周的内部,可能有一个外国,也可能有多个外国,并且这些外国可能也有自己的国中之国。某国有若干个这样的圆周,则某国的国土把它们隔离开来,使得这些圆周之间不会相交,不存在有关的相邻关系。

本帖为了简便,不考虑国中之国的情况,假设任何地方都没有国中之国。因为,当某国有国中之国,某国的国土就把这些国中之国包围了起来,封闭了起来。此时,如果其他地方能够用四色填涂,则某国和其国中之国之间也能四色填涂。

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2021-2-13 20:24:09
球面地图上任意一个国家,有一条国界线,是一个圆周。该国的所有邻国,都在这个圆周上,各自前来,分别接壤,将这个圆周分成了若干条线段。一条线段代表该国与一个邻国的一段接壤,是这二个国家的一段共同边界。换言之,该国的所有邻国,一个挨一个的密密实实的将该国包围起来,使得该国除了与这些邻国接壤之外,与其他国家隔离开来。

在这里,该国的所有邻国,其面积和形状需要做一些适当变动,以适应这个圆周,贴合这个圆周。这不会实质性改变国家之间的原有的相邻关系。下面也是诸如此类的处理,就不做专门说明了。

该国的所有邻国,将该国包围起来,形成以该国为中心的一个邻国圈。将这个邻国圈看成一个整体,看成一个“国家”,则这个“国家”也有一条“国界线”,也是一个圆周。此时来看,形成了同心圆,就有了里外二个圆周,一个圆环。里面的圆周,是该国与所有邻国的接壤线。外面的圆周,是这些邻国与其他国家的接壤线。




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2021-2-14 11:42:27
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