@ 2020.11.10 , 23:57

脑力小体操:解答“不可能被解答的”问题

前文 空无一人的房间里的问题来自Microsoft Research。

有一排相连的房间,为了方便,从左到右编号为1、2、……、6(暂且考虑6间的情况)。相邻房间的墙壁上有一道门(为了方便,管这种叫间隔门)。

现在告诉你说,某个房间里有个能够预知一小段未来的超能力者,你的任务就是在下面的游戏里胜过他(他就会成为你的队友,然后变弱……)。

游戏规则如下

  • 你每次可以打开任意一个房间的正门,如果超能力者恰好在里面,你胜出。
  • 如果里面是空的,你要退出房间,关上门。稍等片刻,才能再次选择房间开门。
  • 每次你退出房间后,超能力者就从间隔门来到左边或右边的房间(比如说原本在2号房,现在来到1号或3号)。请注意,在你退出后,超能力者必须移动——他不能停留在原来的房间里——同时,他必须在你离开房间关上门后才能移动,这是规则。
  • 如果超能力者上一轮在1号或6号房,那他本轮只能去2号或5号。
  • 因为超能力者的预知能力,所以他每次换房都是最有利自己的选择——除非选无可选。
  • 游戏时间有限,不能无限玩下去。
  • 原本是要求给出n=13时的(最差情况下的)最少开门次数(运气好的话,可能第一次开门就结束了)。

    最关键的思路就是想到用奇偶分析。8成评论都想到了,大家厉害啊。

    简要分析如下

    如果一开始预言家在偶数号房间。那么我们第一轮就进入2号房,不在的话就依次向右开门,到3、4、5号房。因为根据假设,我每次进入的房间和预言家所在的房间具备相同的奇偶性,所以当我从2号房开始的时候,则不可能出现这种情况:我们两人交错而过,他在某轮跑到我上一轮所在的房间——他必然每次都在我的右侧房间里。

    如果我到了5号房,依然没有逮住他,那就说明最开始的假设——预言家在偶数号房间——是错误的。也就说,从一开始,我每次进入的房间号数,和他待着的房间号数,奇偶性恰好相反。此时此刻,我在5号房,则他应该在2/4/6号房。

    换而言之,如果我下一轮重复进入5号房,则此时我们二人的奇偶性必然一致。局面就变成,预言家必然在1或3号房——亦即在我左面的房间。与前面的分析类似,当我依次打开4、3、2号房间的时候,因为奇偶性一致,他不可能与我擦肩而过。最后必然被堵在某个房间里。


    本期问题为历史上著名的“不可能问题”。

    话说小美和小明、小红玩智力猜数游戏。小美在心里想了两个不为1(经评论后补充条件)的自然数x、y。

    然后偷偷告诉小明——这两个数的和x+y;偷偷告诉小红——两个数的积xy。

    要求他们二人猜出x和y是多少。

    小明略微思索了一下,斩钉截铁地说道:我是不知道答案,但小红也绝对不可能知道答案。

    未料想话音刚落,小红就笑了:既然你都这么说了,那我知道是哪两个数字咯。

    小明也笑了:那我也知道答案了。

    他们把数字写在了左右手上,然后同时展示给对方以及小美看。

    小红和小明是对的。现在问你:x、y是哪两个数字?

    稍微举例提示一下,如果小美告诉小明和=10,而10=3+7,也就是说存在一种情况:小红听到的积=21,那样根据因子分解,小红仅仅凭借最开始的条件,就能猜出x/y分别是3和7。因为对称性,哪个是3哪个是7并无所谓。

    这样一来,小明就没有道理那么笃定地说“小红也绝对不可能知道答案”。

    反过来,听到他这句话,小红则也获得了类似的信息,知道小明的和是无法写成两个素数的乘机滴……

    如果有难度的话,可以加一个限制:x和y在100以内。但其实……应该……不需要这个条件……吧,或许。

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