Matematika na hranicích možností

Recenze

Vytvořeno 4. 6. 2013 3:00

Autor: Štěpán Ledvinka

Když jsem si prohlížel obálku knihy Po stopách obchodního cestujícího, netušil jsem, že obrázek, který se nachází na obálce, má k tématu tak velmi blízko. A pravděpodobně by se i sám Botticelli (autor onoho obrázku) hodně divil, kdyby se dozvěděl, že jeho Venuši, tak se jmenuje ten obraz, lze namalovat i pomocí počítače, jako řešení problému nalezení optimální cesty pro obchodního cestujícího.

Autor knihy William J. Cook, profesor matematiky na Georgia Institute of Technology v Atlantě,  si vzal za cíl seznámit čtenáře se svou prací, která se týká tzv. problému obchodního cestujícího. A v čem tento problém spočívá? V nalezení optimální cesty, kterou se má obchodní cestující vydat. Vypadá to jednoduše, že? Ale nenechme se zmásti. Najít nejkratší spojnici mezi 48 městy, přičemž nesmíte jít dvakrát po téže trase představuje prověřit 129 311 620 755 584 090 321 482 177 576 805 989 984 598 816 194 560 000 000 000 všech možných cest. Je tedy jasné, že problém obchodního cestujícího je problémem nejen pro „obchoďáky“, ale také pro matematiky a počítačové experty. Podtitul knihy naznačuje, že bude řeč i o tom, že se u tohoto problému matematika dostává na samou hranici svých současných možností. A právě se všemi aspekty tohoto starého problému nás William Cook na 238 stranách seznamuje.

Problém obchodního cestujícího (v knize zkracován podle anglického traveling salesman problem – TSP) je hlavní spojovací nití v celé knize, která se proplétá jednotlivými kapitolami od úvodu až na samý závěr. Během této cesty se čtenář seznámí nejen s historií tohoto problému, ale autor nechá hlavní nitku rozvětvit do dalších oblastí, které s tímto problémem souvisí.

V prvních kapitolách autor čtenáře seznamuje se vznikem  problému, který byl poprvé formulován Leonardem Eulerem v roce 1735. Zároveň zde máme příležitost seznámit se s uvažováním tohoto génia, když nás autor nechá nahlédnout pod pokličku jeho uvažování. Euler vzal konkrétní problém, oprošťuje se od nepodstatného a soustřeďuje se na podstatné a světlo světa spatří nová a úžasná matematická teorie – teorie grafů (která nemá nic společného s grafy, které známe ze střední školy).

V dalších kapitolách čtenář začne získávat přehled o dalších historických posunech v řešení TSP. Dlužno dodat, že výraznější posun se objevil s rozvojem výpočetní techniky. Ovšem, když už se necháme navnadit, že hrubá síla výpočetní techniky zlomí „prokletí“ TSP, jsme autorem vyvedeni z omylu.

A nyní nastává ten pravý čas na to, aby nás William Cook nechal rozhlédnout kolem sebe a ukázal nám, že TSP je vlastně všude kolem nás. Pomocí metod TSP se řeší plošné spoje, od návrhu až po letování součástek v automatizovaných linkách, návrhy mikroprocesorů, mapování genomu, plánování pozorování hvězd a galaxií obřími dalekohledy, hledání nových exoplanet, navádění difraktometru v rentgenové krystalografii, třídění dat, plánování turistických tras v přírodních parcích a tak bychom mohli pokračovat dál.

Samostatnou kapitolu autor věnuje problematice lineárního programování. Další kapitoly pojednávají o různých způsobech a postupech řešení. Českého čtenáře jistě potěší, že s autorem spolupracují a k obecnému řešení problému přispívají i Češi, kteří se tak stávají součástí příběhu, který nám Cook předkládá.

Kniha, jak je zvykem u této ediční řady, je doplněna poznámkami s odkazy na podrobnější zdroje, dále nechybí ani rejstřík a základní bibliografie.

Kniha popisuje velmi pozoruhodnou problematiku, která zahrnuje mnoho rozličných oblastí. A to je podle mého názoru slabina této jinak velmi zajímavé knihy. V prvních kapitolách se autor neustále věnuje jednomu problému, ke kterému se nabalují další a další. Soudě podle sebe, čtenář, který se trochu o problematiku teorie grafů, lineárního programování předtím nezajímal, se může po čase ztratit v nových a nových pojmech. Kniha tedy nepřináší oddychové čtení, ale vyžaduje vyšší soustředění, které je na druhou stranu kompenzováno uspokojením z poznání.

I přes tuto svou výhradu knihu doporučuji, neboť jde o problematiku velmi zajímavou a inspirující a jsem přesvědčen, že cíle, které si autor předsevzal, z maximální možné části naplnil. Navíc zpracování knihy si drží velmi vysokou úroveň, která je pro edici ZIP typická.

Knihu Po stopách obchodního cestujícího - Matematika na hranicích možností vydalo nakladatelství Dokořán ve spolupráci s nakladatelstvím Argo