“拉姆齐二染色定理”以弗兰克·普伦普顿·拉姆齐命名。拉姆齐数的定义拉姆齐数,用图论的语言有两种描述:对于所有的N顶图,包含k个顶的团或l个顶的独立集。具有这样性质的最小自然数N就称为一个拉姆齐数,记作R(k,l);在着色理论里是这样描述的:对于完全图Kn的任意一个2边着色(e1,e2),要Kn[e1]中含有一个k阶子完全图,Kn[e2]含有一个l阶子完全图,则称满足这个条件的最小的n为一个拉姆齐数。(注意:Ki按照图论的记法表示i阶完全图)拉姆齐证明,对与给定的
正整数k及l,R(k,l)的答案是唯一与有限的。拉姆齐数亦可推广到多于两个数:对完全图Kn的每条边都任意涂上r种颜色之一,分别记e1,e2,e3,...,er,在Kn中,必定有一个颜色为e1l1阶子完全图,或有一个颜色为e2l2阶子完全图……或有一个颜色为erlr阶子完全图。符合条件又最少的数n则记得R(l1,l2,l3,...,lr;r)。 拉姆齐数的数值或上下界已知的拉姆齐数非常少,保罗·艾狄胥曾以一个故事来叙述寻找拉姆齐数的难度:“想像有外星人军队降落在地球,要求取得R(5,5)的值,不然便会毁灭地球。在这个故事里,应该集中所有电脑及数学家尝试去找这个数值。若它们要求的为R(6,6)的值,要尝试毁灭这班外星人了。”显而易见的公式: R(1,s)=1, R(2,s)=s, R(l1,l2,l3,...,lr;r)=R(l2,l1,l3,...,lr;r)=R(l3,l1,l2,...,lr;r)(将li的顺序改变并不改变拉姆齐的数值)
我们应该知道在反推数学中,研究的其实是二阶算术的各个子系统以及它们的强度关系,而最重要的是被称为 Big Five的五个子系统其中的三个 RCA
0 , WKL
0 , ACA
0,其中 WKL
0 是基本系统 RCA
0 添加弱柯尼希定理的系统,而 RCA
0 添加拉姆齐二染色定理的系统被称为 RT²
2。经过若干数学家的研究,他们发现了一些子系统间存在强弱的比较关系:和 RT²
2 形式接近的 RT³
2 比 ACA
0 要强,而 RT²
2 则不比 ACA
0 强等等,从这些结果,他们隐约认为 RT²
2 和 WKL
0 的强度是可以比较的,1995年英国数理逻辑学家西塔潘在一篇论文(On the Strength of Ramsey’s Theorem)中发现WKL_0并不强于 RT²
2 ,于是他猜测可能 RT²
2 要强于 WKL
0 。
这一猜想引发了大量研究,困扰了许多数学家十多年之久。