大卫·史密斯 (业余数学家)

大卫·史密斯（英语：David Smith）是一名业余数学家，是英国布里德灵顿的退休印刷技师^[1]，他最著名的发现是与帮助解决爱因斯坦问题（英语：Einstein problem）的非周期性单质（英语：Aperiodic set of prototiles）有关的发现^[2]^[3]。

爱因斯坦地砖

初步发现

2022年11月，史密斯在使用一款名为“PolyForm Puzzle Solver”的软件实验不同形状时，发现了一个13边形的多边形^[4]。在使用硬纸板进行进一步实验后，他意识到这种形状似乎是棋盘格状的，但似乎并没有实现规则的模式^[2]。

联系专家

史密斯联系滑铁卢大学的克雷格·S·卡普兰，提醒他可能发现了一种非周期性单质（英语：Einstein problem）^[4]。他们给这种新发现的形状起了个绰号叫“帽子”，因为它很像一顶费多拉帽^[1]。卡普兰接着进一步检查多面体的形状。在此期间，史密斯告诉卡普兰，他发现了另一种形状，他昵称为“乌龟”，似乎具有相同的非周期性平铺特性^[1]。

2023年1月中旬，卡普兰邀请剑桥大学的软件开发人员约瑟夫·塞缪尔·迈尔斯（Joseph Samuel Myers）和阿肯色大学的数学家查姆·古德曼-施特劳斯帮助完成证明^[5]。迈尔斯意识到“帽子”和“乌龟”实际上是同一连续体形状的一部分，它们具有相同的非周期性平铺特性，但边长各不相同^[2]。

出版与进一步校对

研究小组于2023年3月在一篇名为《非周期性单斜面》的预印本论文中发表他们的证明^[2]。

史密斯在论文发表后不到一周就给卡普兰发了电子邮件，告知他一种新形状的明显特征^[6]。这个被昵称为“幽灵”的形状，是在研究小组发表在论文中的形状光谱的中点被发现的。它是形状光谱中的一个反常现象，因为当它与自己的反射平铺在一起时，会产生一种周期性的图案。然而史密斯发现，在没有反射的情况下，它也会产生非周期性图案^[7]。

研究小组努力证明“幽灵”的手性非周期性平铺特性，并于2023年5月发表了一篇预印本论文^[7]^[8]。

参考资料

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^ ^2.0 ^2.1 ^2.2 ^2.3 Klarreich, Erica. Hobbyist Finds Math’s Elusive ‘Einstein’ Tile. Quanta Magazine. 4 Apr 2023 [2023-09-12]. （原始内容存档于2023-04-06）.
^ Weisstein, Eric W. Aperiodic Monotile. mathworld.wolfram.com. [2023-09-12]. （原始内容存档于2024-07-27）（英语）.
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^ Cantor, Matthew. ‘The miracle that disrupts order’: mathematicians invent new ‘einstein’ shape. The Guardian. 2023-04-04 [2023-09-12]. ISSN 0261-3077 （英国英语）.
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^ Roberts, Siobhan. With a New, Improved ‘Einstein,’ Puzzlers Settle a Math Problem. The New York Times. 2023-06-01 [2023-09-13]. ISSN 0362-4331. （原始内容存档于2024-01-28）（美国英语）.

外部链接

An aperiodic monotile （页面存档备份，存于互联网档案馆） by Smith, Myers, Kaplan, and Goodman-Strauss.

[:2-1] 1.0 ^1.1 ^1.2 Roberts, Siobhan. Elusive ‘Einstein’ Solves a Longstanding Math Problem. The New York Times. 2023-03-28 [2023-09-12]. ISSN 0362-4331. （原始内容存档于2024-01-28）（美国英语）.

[:0-2] 2.0 ^2.1 ^2.2 ^2.3 Klarreich, Erica. Hobbyist Finds Math’s Elusive ‘Einstein’ Tile. Quanta Magazine. 4 Apr 2023 [2023-09-12]. （原始内容存档于2023-04-06）.

[3] Weisstein, Eric W. Aperiodic Monotile. mathworld.wolfram.com. [2023-09-12]. （原始内容存档于2024-07-27）（英语）.

[:1-4] 4.0 ^4.1 Parshall, Allison; Bischoff, Manon. Discovery of Elusive "Einstein" Tile Raises More Questions Than It Answers. Scientific American. [2023-09-12]. （原始内容存档于2024-06-20）（英语）.

[5] Cantor, Matthew. ‘The miracle that disrupts order’: mathematicians invent new ‘einstein’ shape. The Guardian. 2023-04-04 [2023-09-12]. ISSN 0261-3077 （英国英语）.

[6] Lawler, Daniel. UK hobbyist stuns math world with 'amazing' new shapes. phys.org. [2023-09-12]. （原始内容存档于2024-06-14）（英语）.

[:3-7] 7.0 ^7.1 Venugopalan, Sushmita. Spectre: The deceptively simple shape that’s taken mathematics by storm. The Hindu. 2023-06-20 [2023-09-13]. ISSN 0971-751X. （原始内容存档于2023-07-09）（印度英语）.

[8] Roberts, Siobhan. With a New, Improved ‘Einstein,’ Puzzlers Settle a Math Problem. The New York Times. 2023-06-01 [2023-09-13]. ISSN 0362-4331. （原始内容存档于2024-01-28）（美国英语）.

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