理论教育 趣味代数学:探究象棋棋局总数

趣味代数学:探究象棋棋局总数

时间:2023-11-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:我们来计算一下,棋盘上可能会出现多少种棋局。比利时有一位著名的数学家叫克赖奇克,他的《游戏的数学和数学的游戏》一书中有这样的记载:走第一步的时候,白子有20种走法。白子的走法和黑子结合起来,双方各走一步后,就可能出现20×20=400种棋局。例如,白子的第一步是e2—e4,第二步就有29种走法,下面的走法比它还多。此外,双方各走40步下完一盘棋。

趣味代数学:探究象棋棋局总数

我们来计算一下,棋盘上可能会出现多少种棋局。要进行准确的计算是不可能的,我们所说的只是近似值。比利时有一位著名的数学家叫克赖奇克,他的《游戏的数学和数学的游戏》一书中有这样的记载:

走第一步的时候,白子有20种走法(8个卒各有16种走法,2个马各有2种走法)。与此对应,黑子也有20种走法。白子的走法和黑子结合起来,双方各走一步后,就可能出现20×20=400种棋局。

之后的走法就更多了。例如,白子的第一步是e2—e4,第二步就有29种走法,下面的走法比它还多。如果王后这一个子,开始占的是d5格,下一步就有27种走法(前提条件是所有的出路都是空格)。不过,为了便于计算,我们取平均数:

前5步的时候,双方的走法都是20种;接下来,双方每一步都有30种走法。此外,双方各走40步下完一盘棋。那么,可能的棋局数是:

(20×20)5×(30×30)35

下面,我们来求这个式子的近似值:

(20×20)5×(30×30)35=2010×3070=210×370×1080

210约等于1000,也就是103。(www.daowen.com)

370可以这样写:

370=368×32≈10×(3417≈10×8017=10×817×1017

=251×1018=2×(2105×1018≈2×1015×1018=2×1033

结果就是:

(20×20)5×(30×30)35≈103×2×1033×1080=2×10116

相比之下,传说中国王赏给象棋发明人的麦粒数(264-1≈18×108)就少得多了。如果地球上的所有人日夜不停地下棋,假设每一秒钟走一步,想要玩遍所有的棋局,也要10100个世纪。

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