1850年由英国数学家科克曼(Kirkman)提出“女生散步问题”,其内容为:“15个女生每3人一行外出散步一次,怎样安排才能使每个学生在一周7天内与其他14个女生在3人行中各散步一次?”
问题提出后, 不少数学家苦心研究,虽有一些数学家给出部分解,但历经150余年均未能全部攻克,被公认为世界级难题。著名数学家陈景润生前也仅研究出其中一种解法,深感这是“很复杂和非常困难的问题”。
“女生散步问题”的难点在于1至15个数据在组合上的无重复,而且是一种恰好覆盖。用1至15分别代表15个女生,下面的组合就能满足题意。
星期日: 01 02 03, 04 07 14,05 10 15, 06 11 13, 08 09 12,
星期一: 01 05 09, 02 08 10, 03 13 14, 04 06 15, 07 11 12
星期二: 01 06 07, 02 04 11, 03 12 15, 05 08 13, 09 10 14
星期三: 01 08 04, 02 12 14, 03 05 06, 07 10 13, 09 11 15
星期四: 01 10 11, 02 13 15, 03 07 09, 04 05 12, 06 08 14
星期五: 01 12 13, 02 06 09, 03 04 10, 05 11 14, 07 08 15
星期六: 01 14 15, 02 05 07, 03 08 11, 04 09 13, 06 10 12
“女生散步问题”实质上是数字组合的问题,自科克曼提出该问题以来,世界上已有不少数学家用排列组合的方法陆续给出了问题的部分解,我国的数学家陆家羲在1961年就给出过此问题的解[1],苏州高级教师顾子扬老师是用组合数学的史坦纳三元系理论穷举了8套方案来解决此问题[2],但是他们后来发现越来越多的解,但是又总不能全部解出。这正是这个问题如此吸引人而且困扰数学家们一个多世纪的原因。张金标教授应用计算机快速求解程序[3]对数据进行分析编程求解,给出了问题的全部解,但程序复杂且运行时间冗长。因此,如何应用数学模型方法求解成为研究此问题的一个重要方向。