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You'd have a hard time finding Königsberg on any modern maps,
現代の地図でケーニヒスベルクを 見つけるのは不可能です
but one particular quirk in its geography
しかしこの街は 1つの特徴的な地形により
has made it one of the most famous cities in mathematics.
数学の分野で 最も有名な街の1つになったのです
The medieval German city lay on both sides of the Pregel River.
この中世ドイツの街はプレーゲル川の 両側にまたがっており
At the center were two large islands.
その中心には2つの島がありました
The two islands were connected to each other and to the river banks
2つの島と川岸はそれぞれ
by seven bridges.
7本の橋でつながっていました
Carl Gottlieb Ehler, a mathematician who later became the mayor of a nearby town,
数学者で後に近くの街の市長になった カール・ゴットリーブ・エーラは
grew obsessed with these islands and bridges.
これらの島と橋に関する
He kept coming back to a single question:
1つの問題に取り付かれるようになりました
Which route would allow someone to cross all seven bridges
「どの経路なら 同じ橋を2度渡ることなく
without crossing any of them more than once?
7本全ての橋を渡れるのだろう?」 というものです
Think about it for a moment.
ちょっと考えてみてください
7
7
6
6
5
5
4
4
3
3
2
2
1
1
Give up?
降参ですか?
You should.
当然です
It's not possible.
不可能なのです
But attempting to explain why led famous mathematician Leonhard Euler
一方 その理由の説明を試みる過程で 有名な数学者レオンハルト・オイラーは
to invent a new field of mathematics.
数学の新しい分野を生み出しました
Carl wrote to Euler for help with the problem.
カールは手紙を書き オイラーに助けを求めました
Euler first dismissed the question as having nothing to do with math.
オイラーは最初はこの問題は 数学に無関係として片付けました
But the more he wrestled with it,
しかしこの問題と格闘するほど
the more it seemed there might be something there after all.
それ以上の何かがあるのではないかと 考えるようになりました
The answer he came up with had to do with a type of geometry
彼が出した答えは それまで存在しなかった新しい幾何学の分野
that did not quite exist yet, what he called the Geometry of Position,
彼自身は「位置の幾何学」と呼び
now known as Graph Theory.
現在はグラフ理論というものに 関係していました
Euler's first insight
オイラーの最初の洞察は
was that the route taken between entering an island or a riverbank and leaving it
どの経路で島や川岸を往来したかは
didn't actually matter.
関係がないということでした
Thus, the map could be simplified with each of the four landmasses
このように地図上の4つの土地は
represented as a single point,
現在我々が頂点と呼ぶ
what we now call a node,
1つの点として
with lines, or edges, between them to represent the bridges.
橋は頂点の間の直線 もしくは辺として単純化できます
And this simplified graph allows us to easily count the degrees of each node.
そしてこの簡素化されたグラフは 各頂点の次数
That's the number of bridges each land mass touches.
つまり各地点につながる橋の数を 数えやすくします
Why do the degrees matter?
ではなぜ次数が重要なのでしょうか?
Well, according to the rules of the challenge,
このクイズのルールでは
once travelers arrive onto a landmass by one bridge,
旅人がある橋を通って 1つの土地に到着したら
they would have to leave it via a different bridge.
他の橋を通って 出て行かなければなりません
In other words, the bridges leading to and from each node on any route
これはルート上にある全ての頂点で 到着と出発のための橋が
must occur in distinct pairs,
対になる必要があるということです
meaning that the number of bridges touching each landmass visited
すなわち個々の土地につながる橋の数は
must be even.
偶数でなければいけないということです
The only possible exceptions would be the locations of the beginning
唯一例外が認められるのは
and end of the walk.
出発地点とゴール地点です
Looking at the graph, it becomes apparent that all four nodes have an odd degree.
この図を見れば4箇所の頂点全てが 奇数の次数を持っていることは明らかです
So no matter which path is chosen,
したがってどのような道筋であっても
at some point, a bridge will have to be crossed twice.
どこかの時点で橋は 2度渡らないといけないのです
Euler used this proof to formulate a general theory
オイラーはこの証明から 2つ以上の頂点を持つ全てのグラフに当てはまる
that applies to all graphs with two or more nodes.
一般理論を作りました
A Eulerian path that visits each edge only once
全ての辺を1度だけ通るオイラー路には
is only possible in one of two scenarios.
2つのシナリオしかありません
The first is when there are exactly two nodes of odd degree,
最初のシナリオは 2つの頂点だけが奇数の次数を持ち
meaning all the rest are even.
残りの頂点の次数が偶数のものです
There, the starting point is one of the odd nodes,
この場合には奇数の次数を持つ 頂点の1つが出発地点となり
and the end point is the other.
もう1つの頂点がゴール地点になります
The second is when all the nodes are of even degree.
2つ目のシナリオは全ての頂点が 偶数の次数を持つ場合です
Then, the Eulerian path will start and stop in the same location,
この場合は出発地点とゴール地点は 同じ場所になり
which also makes it something called a Eulerian circuit.
オイラー閉路と呼ばれる回路を作ります
So how might you create a Eulerian path in Königsberg?
ではケーニヒスベルクで オイラー路を作るにはどうしたらよいでしょうか
It's simple.
答えは簡単です
Just remove any one bridge.
どれか橋を1本取り除けばいいのです
And it turns out, history created a Eulerian path of its own.
その後 歴史は自ら オイラー路を作りました
During World War II, the Soviet Air Force destroyed two of the city's bridges,
第二次世界大戦の最中に ソビエト空軍が街の2本の橋を破壊したため
making a Eulerian path easily possible.
オイラー路が簡単に作れるようになりました
Though, to be fair, that probably wasn't their intention.
公平を期して言えば ソビエトの目的は オイラー路ではなかったでしょう
These bombings pretty much wiped Königsberg off the map,
これらの爆撃によって ケーニヒスベルクは正に地図から消し去られ
and it was later rebuilt as the Russian city of Kaliningrad.
後日カリーニングラードという ロシアの街として再建されました
So while Königsberg and her seven bridges may not be around anymore,
だから7本の橋があるケーニヒスベルクの街は もう存在しないかもしれませんが
they will be remembered throughout history by the seemingly trivial riddle
他愛ないクイズから 数学の新しい分野を生み出した街として
which led to the emergence of a whole new field of mathematics.
歴史的に記憶されることでしょう