对于大富翁或“数字之谜”有奖竞猜之类的游戏,即使玩家精于数学,游戏输赢仍然大多仰赖运气的好坏。以下则是数学能起到决定作用的一个双人游戏。拿来13条巧克力和1根红辣椒,再把它们堆放在桌子上。两位玩家轮流拿走1根、2根或3根。游戏目标是迫使对方拿到辣椒。
图 3-9 巧克力—辣椒轮盘赌
只要你能取得先手,然后依据策略行事,便可确保稳赢不输。不论对手一次拿几条巧克力,你只要在每一轮将抽走的巧克力数量凑成4即可。比如,对手如果抽走3条巧克力,你就要抽走1条,使两个数字相加得4。如果对方拿走2条,那么你抽2条即可。
技巧就是以4个一组的方式来抽取巧克力条(谨记这一点,否则即会输掉游戏)。最初共有13条巧克力,即3组4条再加额外1条(当然,还有1根辣椒),所以,第一步就要先把那额外的1条拿走。之后,便可根据以上策略一步步来了:用4减去对手拿走的条数,就是你下一步要拿的条数。如此,每轮下来,就减少一组4条。3轮过后,桌上便只剩1根辣椒等着对方了。
图 3-10 如何重新安排巧克力分组来确保游戏的胜利
的确,这一策略需要你取得先手。如果对手先出招,只要他一步出错,便会将胜利拱手让出。比如说,如果他在第一步拿走2条巧克力,便意味着他已经开始吞噬第1个四条分组,既然如此,你便可以依照先前的策略,拿走该分组中剩下的条数即可。
通过设定不同的巧克力总数,或改变每次最多可拿的巧克力数的规则,均可为游戏带来一定的变化。不过,只要采取同样的将巧克力分组的方法,你就能够打造出一种必胜策略。
该游戏还有另外一种形式,称之为Nim。Nim游戏需要更加复杂的数学分析才能保证你赢。这一次共分为4组:第一组有5条巧克力,第二组有4条,第三组有3条,第四组只有1根辣椒。根据这一次的规则,你可以拿走任意数量的巧克力,但只能从其中一组中抽取。比如,你可以将第一组中的5条巧克力全部抽走,或只抽走第三组中的1条巧克力。决定胜负的规则还是一样——谁被迫面对最后剩下的辣椒,谁就输了。
要赢得此游戏,我们要知道如何以二进制而非十进制来书写数字。人类之所以以10为单位来计数是因为我们每个人都有10根手指。只要数到9,便增添一位,以10表示一个十位数和0个个位数。但计算机则是以二进制来计数的。每一位上的数字代表一个2的幂数,而非10的幂数。举例来说,101代表一个22=4、0个2以及1个1。于是,二进制中的101即4+1=5。下表列出了前面几个数字的二进制表示法。
表3-2 二进制数字
十进制
二进制
0
0
1
1
2(www.daowen.com)
10
3
11
4
100
5
101
6
110
7
111
8
1000
要在Nim游戏中取胜,我们需要把每组巧克力的数量以二进制表示出来。第一组包含101条,第二组包含100条,第三组11条。在此,把以上最后一个数字写为011,然后将这3个数字上下罗列起来,如下所示:
注意,其中第一列有偶数个1,第二列有奇数个1,第三列有偶数个1。要赢得此游戏,当我们每次从一组中抽取巧克力时,都要使以上数列中每一列所包含的1的数量仍是偶数。比如,从第三组中抽走两条巧克力便可使该组剩余的数量变为001。
为什么这能帮你赢?在每一轮抽取巧克力的过程中,对手最终总会使至少一列上1的数量变为奇数。紧跟着,你要做的就是让所有列上1的数量重新全部变为偶数。由于巧克力条的数量一直下降,在某个时刻,只能有一位玩家拿走仅剩的巧克力条,使得以上三个数字的排列变为000 000 000。而谁将会面对这一时刻呢?因为对手抽完后总会使这些数列中至少一列上包含奇数个1,所以最终把所有数字消零的机会便非你莫属了。如此,对手最终只能被迫面对仅剩的那根辣椒。
不论你为每一组分配多少条巧克力,这一策略都可以应用无虞。你甚至还可以增加分组的数量。
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