ただし、このほどき数をきちんと計算するのは実はとても難しく、いまだに完全に分かっていない結び目がたくさんあります。

絡まりの研究は一見単純そうなのですが、実は非常に奥が深く難しい問題なのです。

そんな結び目の世界で数学者が注目しているのが、「連結和」という考え方です。

これは、2つの別々の結び目を紐でつなげて、1つの大きな結び目を作る操作を指します。

イメージとしては、2つの結び目を「電車のように連結させて」、一つの長い絡まりにしてしまうという感じです。

これまで数学者たちは、「2つの結び目をつなげると、それぞれの絡まり具合がそのまま合わさって、より複雑になるはずだ」と直感的に考えてきました。

直感的にもイヤホンコードのこんがらがった同じ塊が2つあれば、複雑さも2倍で解きほぐす労力も2倍必要になると思うでしょう。

しかし問題は、「常にピッタリと合計と同じになるのか?」ということでした。

たとえばほどき数が10のこんがらがりと20のこんがらがりが2つあった場合、それらを連結した大きなこんがらがりを解くほどき数は10+20でピッタリ30になるのでしょうか?

実は、この問題は数学的には厳密に確かめられておらず「きっと同じになるだろう」と数学者たちが暗黙の仮説として信じ続けてきただけだったのです。

そこで今回、ネブラスカ大学の数学者であるブリットナム氏とハーミラー氏は、この長年の疑問に真正面から挑むことにしました。

もし、結び目を二つ連結させた場合に、「それぞれのほどき数を足した数よりも少ない手数でほどけてしまう結び目」を発見できたら約90年信じられてきた数学の常識を覆す画期的な出来事となります。

研究者たちはそのような例を見つけられたのでしょうか?

2つの絡まりは『足し算より少ない手数』でほどけた:トーラス結び目が明かした意外な事実

数学者は絡まった紐を研究する際、「ダイアグラム」と呼ばれる図を使います
数学者は絡まった紐を研究する際、「ダイアグラム」と呼ばれる図を使います / 研究者たちは謎を解明するためまず、この2つつながった結び目を「目で見て分かりやすい図」に書き起こしました。 数学者は絡まった紐を研究する際、「ダイアグラム」と呼ばれる図を使います。 この図では、紐が交差する場所をはっきりと示すことで、絡まり方が一目で分かるようになっています。 今回、研究者たちは5本の紐を規則的に編み上げたような「ブレイド(組紐)」という形で結び目を表現し、結果として全部で20個の交差点(紐が重なっている部分)が存在する図を作りました。/Credit:Unknotting number is not additive under connected sum