這樣的遊戲必定索然無味,對策本身也就失去了魅力。
數學家的興趣則是完全另外一回事,他們竭盡心思想弄清各種遊戲的取勝策略或取勝的可能性大小。因為他們認為,從研討對策模型所獲得的數學方法,遠比對策中的勝負要重要得多。不過,即使數學家們已經得出準確結論的東西,也未必能為世人所盡知。人們依舊津津樂道地玩他們自己的遊戲!公元1912年,德國數學家策梅羅(Zermelo,1871~1953)研究了國際象棋中的對策,證明了某三種全局著法中,必定存在一種不依賴對方怎樣行動,總能取勝或下成和局的著法!但這絲毫沒有影響人們對於國際象棋的愛好,世界性的比賽依然一個接著一個!還有一種極為有趣的火柴遊戲,數學家們對它的研究早已一清二楚,但至今仍然深深地吸引著許多青少年愛好者,成為他們課餘飯後的一種娛樂。這種遊戲源於我們中國,大約一百年前傳入歐洲,取名“寧蒙”,也叫中國二人遊戲(ChineseGameofNim)。
遊戲的方法是這樣的:有若幹堆火柴,每堆火柴的數目是任意的。現有A、B兩人輪流地取這些火柴,每人隻能從某堆中取去若幹根火柴,也可以整堆全部取走,但不允許跨堆取,即不能一次向兩堆中拿。約定誰拿掉最後一根火柴就算誰嬴。
數學家們已經完全掌握了這種兩人遊戲的製勝訣竅。為了讓讀者充分了解取勝的奧妙,我們先從遊戲中的獲勝位置講起。為敘述方便,我們用記號(p,q,r,…,s)表示對策中火柴的狀態。例如(2,2)表示有兩堆火柴,每堆各有兩根;(1,2,3)表示有三堆火柴,各堆分別為一根、二根和三根等等。
很明顯,(1,1)是一種獲勝位置,這是可以直接加以驗證的。(2,2)也是一種獲勝位置。事實上當A拿成(2,2)後,無論B怎樣應付都有A勝(見上圖)。同樣,(1,2,3)也是獲勝位置。
當A拿成(1,2,3)後,B可能拿成以下幾種情形:
1°B拿成(2,3),A拿成(2,2)·勝;2°B拿成(1,2,2),A拿成(2,2)·勝;3°B拿成(1,1,3),A拿成(1,1)·勝;4°B拿成(1,3),A拿成(1,1)·勝;5°B拿成(1,2,1),A拿成(1,1)·勝;6°B拿成(1,2),A拿成(1,1)·勝。
同樣分析可以知道(n,n)·及(1,2n,2n+1)·等都是獲勝位置。那麼一般地,怎樣的位置才是獲勝位置呢?把每一堆火柴的數目用二進製數表示出來,寫成一行。於是,有幾堆火柴就有幾行二進製數碼。例如(2,2)、(1,2,3)、(3,6,7)和(4,5,6,7)等狀態,可以相應寫出:
1010〖-〗偶偶11011〖-〗偶偶11110111〖-〗偶奇偶100101110111〖-〗偶偶偶把各行數對齊,並將各列數碼相加(不進位),把各自結果的奇偶性寫在該列的下方。如果得到的全是偶的,則相應的火柴狀態稱為正確的狀態。數學家告訴我們,正確的狀態是獲勝位置,不正確的狀態就不是獲勝位置。
道理並不難,假定A拿成了一種正確狀態,這時各堆火柴的數目所寫成的二進製數各列之和均為偶數。現在輪到B拿,B不可避免地要動到某行二進位數,從而使這一行的一些1變成0,而另一些0變成1。這就使得一些列的和由偶變為奇,從而由正確狀態變為不正確狀態。
反過來,如果B已經拿成不正確狀態,比如拿成偶,偶,奇,偶,奇,偶。
這表明在右起第二列和第四列內,至少各有一個1,此時有以下兩種可能性:
(1)上述兩個“1”在同一個二進位數內,即××1×1×則A隻要從這一個二進位數相應的那堆火柴裏,取走1010(2)=10根,這一行的數就變為××0×0×上式有“×”的地方,數字不變。這樣,A拿後的火柴狀態變為正確狀態。這時相應二進位數各列之和,包括第二列與第四列,都變為偶數。
(2)上述兩個“1”不在同一行,而在兩個不同的行:
××1×0×××0×1×由於1000(2)-0010(2)=8-2=6=0110(2)也就是說,當從上一行相應的堆取走6根火柴時,上麵兩行將變為如下狀態:
××0×1×××0×1×式中有“×”的地方,數字都不變。從而各列之和全為偶數。即此時A已拿成正確狀態。
綜合以上兩種情形,說明如果B拿成不正確狀態,則A一定有辦法把它拿回到正確狀態。而A一旦拿成正確狀態,輪到B拿就隻能破壞這種狀態,這就是說,隻要A在遊戲的某個時刻把握住了正確狀態,它實際上已經穩操勝券了!我想聰明的讀者大約都已掌握了火柴遊戲的取勝秘訣。不過,如果對方是生手,你完全不必如臨大敵。因為開始時每堆火柴數目很多,堆數也很多,你完全可以隨心所欲地拿。等火柴拿得差不多時,再看準那些形如:(2,2),(1,2,3),(n,n),(1,2n,2n+1)。之類基本獲勝位置或它們的組合,你的勝利是完全不成問題的!
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