Có bất kỳ đại số 'đồ họa' nào có thể mô tả 'hình dạng' của đồ thị không?


9

Một trong những vấn đề chính trong liệt kê biểu đồ là xác định "hình dạng" của biểu đồ, ví dụ: lớp đẳng cấu của bất kỳ biểu đồ cụ thể nào. Tôi nhận thức đầy đủ rằng mọi đồ thị có thể được biểu diễn dưới dạng ma trận đối xứng. Tuy nhiên, để có được hình dạng của nó, bạn cần một tập hợp các hoán vị hàng / cột, điều này làm cho một ma trận ít phù hợp hơn một chút. Cũng khó hơn một chút để 'nhìn thấy' biểu đồ, một khi nó ở dạng đó.

Câu hỏi của tôi là: Có bất kỳ đại số 'đồ họa' nào có thể mô tả 'hình dạng' của đồ thị không?

Những gì tôi nghĩ đến là những loại hệ thống chính thức mà các nhà tô pô đại số có xu hướng đưa ra. Cụ thể, những thứ như đại số cho các bất biến nút thắt, hoặc các hệ thống ký hiệu như operad hoặc đa giác . Các loại 'đại số doodle' này gần như không được phát triển, vì vậy có lẽ có lý do để tin rằng không có đại số nào như vậy tồn tại cho biểu đồ, nhưng tôi sẽ hỏi trước khi giả sử khác.

CẬP NHẬT:

Câu hỏi của tôi có lẽ rất hẹp và không thể trả lời ngay bằng câu 'có', vì vậy nếu người điều hành không bận tâm, tôi sẽ mở rộng câu hỏi bằng cách hỏi:

Có bất kỳ hệ thống hiện có (loại tôi mô tả ở trên) có thể được điều chỉnh (dễ dàng hoặc khác) để tạo ra một hệ thống như vậy không? Nếu có nhiều hơn một, vui lòng đề cập đến tất cả chúng. Và ném vào những cái đã được đề cập là tốt.

Động lực

Động lực của tôi cho một câu hỏi như vậy thực sự là về việc phân loại đồ thị bất đối xứng. Tôi chỉ là một sinh viên chưa tốt nghiệp, vì vậy đánh giá của tôi về tình trạng hiện tại của lý thuyết đồ thị đại số là khá mỏng. Nhưng tôi vẫn chưa thấy nhiều, nếu có, làm việc trong việc cố gắng mô tả một cách có hệ thống tất cả các biểu đồ theo cách đại số, và đặc biệt, một biểu đồ sử dụng phép ẩn dụ trực quan so với biểu tượng.

Ví dụ thực tế trong đó một hệ thống như vậy sẽ hữu ích

Giả sử người ta muốn mô tả một bằng chứng rằng tất cả các đồ thị Euler phải có các đỉnh chẵn. Một bằng chứng tiêu chuẩn thường sử dụng các đối số về mức độ chẵn và lẻ, mà không đề cập đến các cạnh thực tế được sử dụng. Một sinh viên điển hình sẽ tìm thấy một bằng chứng như vậy lần đầu tiên, và có lẽ bắt đầu vẽ đồ thị, cố gắng thuyết phục bản thân về lập luận. Nhưng có lẽ một công cụ tốt hơn so với đối số 'logic' thuần túy, sẽ cho thấy rằng bất kỳ tập hợp 'biểu tượng' nào từ ngôn ngữ như vậy không thể đáp ứng điều kiện 'hoàn thiện' nào đó.

Vâng, tôi biết, tôi đang lượn sóng ở phần cuối cùng này .. Nếu tôi không, mặc dù tôi có thể bắt đầu tự tạo ra một hệ thống như vậy!

Nhưng bỏ qua sự mơ hồ của tôi một lúc, tôi có cảm giác rằng nhiều định lý cũ và nổi tiếng trong lý thuyết đồ thị không khó nhưng đòi hỏi một số khái niệm rằng một khung thực sự tốt có thể 'buộc' và 'gói' vào một quan điểm thống nhất.


Tôi cảm thấy như thể câu hỏi này, mặc dù nó có liên quan đến vấn đề đẳng cấu đồ thị, có thể phù hợp hơn với mathoverflow hoặc math.se.
bbejot

3
Mặc dù có thể bạn sẽ nhận được câu trả lời tốt hơn về dòng chảy toán học, chúng tôi có các cuộc thảo luận về biểu diễn đồ thị ở đây và tôi không thấy lý do để di chuyển nó.
Suresh Venkat

4
bạn đang tìm kiếm một cái gì đó giống như sơ đồ Coxeter-Dynkin nhưng cho đồ thị?
Artem Kaznatcheev

Khi kiểm tra lại, câu hỏi của tôi thực sự rất hẹp và tôi sẵn sàng đặt cược là không thể trả lời bằng 'có' vào lúc này, mặc dù có thể có một số điều rất gần với những gì tôi đang tưởng tượng. Tôi sẽ điều chỉnh lại câu hỏi của tôi cho điều đó.
robinhoode

@Artem Vâng, điều đó thực sự rất gần với những gì tôi nghĩ.
robinhoode

Câu trả lời:


6

Nhiều người đã cố gắng tìm một ngôn ngữ đại số để mô tả hình dạng của đồ thị. Câu hỏi này về cơ bản là câu hỏi thúc đẩy lý thuyết đồ thị cấu trúc .

Trọng tâm của lĩnh vực toán học rời rạc này là nghiên cứu về phân rã đồ thị. Một số người làm việc trong lĩnh vực này là Neil Robertson, Paul Seymour, Robin Thomas, Maria Chudnovsky, Kristina Vušković và các cộng tác viên của họ, mặc dù danh sách này thiên về nghiên cứu của tôi.

Các loại phân tách đồ thị đặc biệt đã dẫn đến một số kết quả chung nhất trong lý thuyết đồ thị. Ví dụ, một trong những công cụ kỹ thuật chính được phát triển cho dự án vị thành niên đồ thị, dẫn đến định lý Robertson-Seymour , là định lý cấu trúc biểu đồ . Điều này cho thấy các lớp biểu đồ loại trừ một số thứ yếu có thể được xây dựng từ các biểu đồ đơn giản hơn.

GGG,G¯G

Các phân tách được nghiên cứu cho đến nay trong một số ý nghĩa không đại số. Trực giác cá nhân của tôi là có những dấu hiệu cho thấy không có hệ thống "tốt đẹp" như hệ thống bạn tìm kiếm. Làm cho tuyên bố chính xác này có thể sẽ đòi hỏi một doanh nghiệp không cần thiết trong lý thuyết mô hình hữu hạn, nhưng tôi nghi ngờ nó cũng có thể dẫn đến kết quả mới thú vị trong lý thuyết đồ thị (dù thành công hay không).


0

Câu hỏi này rất quan trọng trong lập trình chức năng vì biểu diễn thông thường của đồ thị là không phù hợp và không hiệu quả để sử dụng trong các ngôn ngữ chức năng thuần túy.

Một cách tiếp cận tốt đẹp đã được trình bày tại ICFP năm ngoái: "Đồ thị đại số với lớp học (Ngọc trai chức năng)" , bởi tác giả Andrey Mokhov.

Tôi không biết nếu nó đáp ứng đầy đủ nhu cầu của bạn, nhưng nó có thể đại diện cho đại số một loạt các loại biểu đồ có hướng và không định hướng khác nhau.

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.