问题
Wilson 的基本构造(fundamental construction):从 «主设计»(group-divisible design)与 «输入设计» 拼出新设计——这是 20 世纪设计构造的 «万能配方»(Wilson 1972–74 用它重证了大量存在性)。本问题:把 «拼装» 升级为系统理论:按自同构群的作用把设计世界切分(类似有限单群分类的哲学),实现 «设计理论的 CFSG»。现状:Wilson 纲领、乘子定理(16 号)、群构造(1-因子、差集,15–18 号)各自为政;«高对称设计普查»(39 号的群清单方法)只有零星完成。
主要概念
拼装哲学与 «输入» 结构
基本构造的三件套:①主设计(master):带 «群划分» 的结构(点分成组、块横跨组);②输入(ingredient):对每个 «组» 与 «块的组-足迹» 分别指定 «补全设计»;③加权(权重):把点复制成 «权» 份。三件套的 «兼容性条件» 是 «逐点整除» 的推广——Wilson 的洞察:几乎所有的经典构造都是这个模板的实例。«系统化» 意味着:把 «模板» 的所有 «合法实例» 按群论 «分类»。
CFSG 哲学的移植难点
单群分类成功的关键:«单» 是强结构条件(«不可分解»);设计的 «不可分解»(indecomposable:无非平凡的 «并行分解»)弱得多——«单设计» 的世界大而无纲。可行的切入:按 «自同构群的传递度» 分层(2-传递、距离传递、«大素数秩» 作用)——每一层已有 «普查型» 定理(39 号)。
主要命题与证明
命题 1(Wilson 基本构造,完整口径) 给定 «加权主设计»(GD(V,{wx},λ′) 型)与一族 «输入设计»(对每个 «足迹» 指定 t-设计),兼容性条件满足时,输出是 t-设计。证明是 «逐 (t-组) 计数» 的 bookkeeping:主设计保证 «每个 t-组的足迹分布»、输入设计保证 «足迹内的覆盖数»,相乘即 λ。
说明 «bookkeeping» 的精髓:整除条件在 «主设计层» 与 «输入层» 分别局部化——这正是 01 号 Keevash «吸收» 的祖先结构(吸收器的 «类型格» 与 «足迹格» 同构)。□
命题 2(乘子定理作为 «群侧» 的判据;陈述) 循环设计的 «乘子» 理论(16 号)是 «按群分类» 的唯一成熟部件:它把 «设计 ⟹ 群约束» 的方向打通;反向 («群 ⟹ 设计清单») 由 «轨道设计» 理论(群作用的轨道作块)承担——两向合流的 «判据表» 只在 «循环群 + 小参数» 完成。
说明 «两翼» 的用语与 16 号一致:乘子定理(必要方向)与轨道构造(充分方向)之间是 «差集地图» 的空白——45 号是这张地图的 «一般化»。□
命题 3(高对称普查的现状;陈述) «2-传递群作用下的 t-设计普查» 对小 t 与 «小度数群» 已有系统结果(Huber、Colbourn 等的普查表);«距离传递设计» 的分类与 «距离正则图»(38 号)联动。«完整 CFSG» 的距离:普查只覆盖 «高传递» 端,«低传递但大» 的设计世界(Keevash 的 «典型» 设计,40 号)完全在普查之外——而 40 号说 «典型设计群平凡»,故 «群侧分类» 原则上只覆盖 «测度零» 的设计世界。这一 «矛盾» 是本问题的概念核心:分类的对象本身就是 «稀有生物»。
说明 «分类稀有生物» 的哲学与单群分类一致(单群在 «所有群» 中也是稀有生物)——45 号的愿景因此不是 «分类一切» 而是 «分类有趣的、并把 «有趣» 形式化»。□
进展与文献
Wilson 的基本构造系列(1972–74);Beth–Jungnickel–Lenz《Design Theory》的构造章;Huber 的 «传递 t-设计» 综述;与 38、39、40 号的交叉文献。开放核心:«有趣» 的形式化定义;高传递普查的完成;«群侧 ⟹ 存在性» 的系统理论。