Elser教授
吳碩辛先生
匈牙利建築學教授和雕塑家厄爾諾·魯比克
數學家JessicaFridrich女士
具體資料:
數謎(Kakuro)
當大家還在鉆研數獨Sudoku,究竟填寫1至9這幾個數字的竅門時,另壹個相類的遊戲於最近迅速火爆,這就是Kakuro。Kakuro在英美等地人氣急升,它的好玩之處在於既有Sudoku的邏輯推理,還多了加數運算。
在空格內選添1-9中壹個數字,最終目的使那些數字加起來之和與所給的數字相等。說起來簡單,實際上想在遊戲中過關可不是那麽容易的。
Kakuro相比Sudoku更難玩,除了涉及邏輯推理,更要大家計算加數。與Sudoku壹樣,是將壹串數字加到面板上,大前提是加入的數字是空格旁邊數字的總和,還有該總和算式內的數字不能重復。
玩Kakuro,會用到在小學時期的加數運算法,如要填入3個方格,單是總和9便已經有3個配搭,包括1+2+6、1+3+5、2+3+4;再者,數字的次序可以不同,這樣便有18個組合,究竟哪個才是正確答案,這就是遊戲的最困難地方。
Kakuro是壹款在遊戲中需要增加運算(加法)的智力遊戲,邏輯推理性很強。與數獨玩法相近但趣味更豐富、挑戰性更大。Kakuro的玩法與數獨相似,也是由3乘以3的9個方格組成,每個方格又分成3乘以3的9格,在空格內選添1至9中的壹個數字,最終目的是使那些數字加起來之和與所給出的數字相等。
■妳知道是最先發明數獨的嗎?
1783年,瑞士數學家萊昂哈德·歐拉發明了壹種當時稱作“拉丁方塊”的遊戲,這個遊戲是壹個n×n的數字方陣,每壹行和每壹列都是由不重復的n個數字或者字母組成的。
■妳知道是哪壹本雜誌最先推廣數獨的嗎?
19世紀70年代,美國的壹家數學邏輯遊戲雜誌《戴爾鉛筆字謎和詞語遊戲》(Dell Puzzle Mαgαzines)開始刊登現在稱為“數獨”的這種遊戲,當時人們稱之為“數字拼圖”,在這個時候,9×9的81格數字遊戲才開始成型。
■妳知道“數獨”這個遊戲名稱是怎麽來的嗎?
1984年4月,在日本遊戲雜誌《字謎通訊Nikoil》上出現了“數獨”遊戲,提出了“獨立的數字”的概念,意思就是“這個數字只能出現壹次”或者“這個數字必須是惟壹的”,並將這個遊戲命名為“數獨”(SU DOKU),從此,這個遊戲開始風靡全球。
與大部分致力於探求數獨遊戲背後規律的數學家不同,另壹些科學家則在嘗試如何將數獨作為壹種新的手段解決其研究中的棘手問題。
盡管聽起來有點不可思議,但他們確實取得了壹定進展。康乃爾大學的物理系教授VeitElser正是這群科學家中的壹員。
多年來,在Elser教授從事的生物成像技術領域中,相位修復問題始終困擾著研究人員。當觀察壹件精細的生物樣本時,科學家常用的手段是X射線衍射,通過X射線的衍射圖案從而獲得該樣本的詳細信息。
然而為了得到更理想的衍射圖案,科學家不得不對樣本進行著色處理,從而對樣本有壹定程度的破壞。即便是這樣,在對衍射結果進行分析的過程中,許多重要的信息仍然會被遺漏,導致這種情況的正是壹直以來對相位修復問題始終沒有滿意的處理方法。
直到HIO(HybridInput-Output)算法被發明後,相位修復問題才得到了改善。“但當我仔細研究HIO算法,卻發現幾乎沒有人明白它的原理是什麽。”Elser教授說。
近兩年數獨遊戲風行歐美,Elser教授也成為了其中壹員。聽起來就像電影情節壹樣,當有壹天Elser教授在做數獨題目放松時,他突然意識到HIO算法的核心可能和數獨問題的求解過程有相通之處。通過反復對比,壹直被認為是壹個謎的HIO算法終於找到了合適的表示手段———數獨。而這項發現對於數獨迷而言也相當重要,因為經過驗證,HIO算法對求解數獨問題效果極佳。
事實上,不光是Elser教授,不同學科的科學家也在把數獨作為模型或載體,為自己的研究工作尋找易於接受的表達方式。例如計算機科學家將數獨視為測試可滿足性(TheSatisfiabilityProblem,簡稱SAT,是計算機科學的中心問題)的絕佳對象,而匹茲堡大學的化學教授們幹脆將數獨題目作為課堂測驗的壹種形式,因為他們認為這最能反映壹個學生的邏輯能力———當然了,填在空格裏的不再是數字,而是壹堆化學元素。
手工勞動
怎樣出壹道數獨題
骨灰級數獨玩家對用計算機程序編寫的數獨題目始終抱有成見,認為其偏離了數獨的初衷,日本Nikoli公司多年來就壹直堅持其出版的所有數獨題目皆由人工算出。對於那些既不擅長編程序,又不願意費時耗力慢慢推算的數獨愛好者而言,吳碩辛先生介紹的壹種出題方法可謂簡單易行。
吳碩辛先生多年來壹直從事高階幻方研究,其發表的mi(q)理論被譽為是幻方研究的最前沿成果之壹。
年屆七旬的吳先生最初被數獨遊戲吸引,也正是因為在其中看到了拉丁方的影子:“對我們搞幻方的人來說,構造對角拉丁方是最常用的手段之壹。”吳先生在研究中發現,如果將九階拉丁方(當然空格裏填的必須是1-9的數字)與已有的壹道數獨題相結合,可以很方便地得出壹道新的數獨題。
具體做法是:準備任意壹個完整的九階拉丁方(81格都填滿,後文以A代表)和任意壹道現有的數獨題(後文以B代表)。將B中所出的數字的位置分別標為b1,b2,b3……bn,然後在A中找到相對應的位置a1,a2,a3……an,再將B中b1至bn的數值分別替換為a1至an的數值,空白的格子仍舊留為空白,這樣就能得到壹個新的數獨題,並且保證有解。
數獨與魔方
稍加觀察即可發現,“數獨”中的數字1-9可以被替換為任意不重復的數組,也可以換為a、b、c、d等非數字序列,甚至可以替換為9種不同的顏色,只要這些顏色之間有明顯區別。這讓人們想起了80年代風靡全球的魔方遊戲,事實上,數獨的遊戲規則看起來正像是壹個平面化了的魔方的逆過程。
魔方(RubiksCube)是匈牙利建築學教授和雕塑家厄爾諾·魯比克於1974年發明的機械益智玩具,最初被用於幫助學生們認識空間立方體的組成和結構。最初的魔方是三階立方體,每個面上有九個帶顏色的小方塊,其中包含6個處於面最中心無法移動的塊,12個位於棱上的塊和8個角塊。壹個復原好的魔方六個面各由同壹種顏色組成,壹般來說,標準的魔方的顏色應該是藍、白、紅、綠、黃和橙色,其中藍白相對、綠黃相對、紅橙相對。
三階魔方的常用解法由七個步驟組成,壹般玩家記住這七個步驟可以在壹分鐘內將魔方復原。後經數學家JessicaFridrich女士研究,采用新的方法可以在四個步驟內復原壹個三階魔方,但熟練運用這四個步驟需要記住119個數學公式。
參考資料:
/view/959313.html
/view/961.htm