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游戏11(双人):只看奇数

书籍名:《博弈论:决策制胜的法则》    作者:乔迪·德罗夫
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    《博弈论:决策制胜的法则》游戏11(双人):只看奇数,页面无弹窗的全文阅读!


桌上有20枚棋子,两位玩家轮流拿,每次可拿1枚、3枚或者5枚。拿走最后一枚者胜。两位玩家中,谁占优势,第一位还是第二位?如果棋子数变了,情况还会如此吗?该游戏是否跟之前那些一样,也属于策略游戏,还是另当别论?

如果我们玩几次这个游戏,很快就会发现,第二位玩家总是会赢,第一位玩家毫无回天之力。其实,第二位玩家甚至是被迫胜出的,不想赢都不行。与之前的游戏不同,在这个游戏中,奇偶性(包括初始棋子数的奇偶性和每次拿走棋子数的奇偶性)起了决定性作用。这就意味着,制胜策略无从谈起,因为该游戏的破解方法是由其规则决定的。

事实上,假如一开始有20枚(或者任意偶数)棋子,第一位玩家拿走1枚、3枚或者5枚(或者任意其他奇数)之后,桌上剩余的棋子数一定为奇数(偶数减奇数等于奇数)。轮到第二位玩家的时候,拿走的棋子数也只能是奇数,剩下的棋子数则为偶数(奇数减奇数等于偶数)。这样一来,第一位玩家留在桌上的棋子数将总是奇数,而第二位玩家留下的就总是偶数。由于0是偶数,所以不管双方怎么拿,最后胜出的一定是第二位玩家。同理,如果初始棋子数为奇数,最后胜出的一定是第一位玩家。

游戏12(双人):圆形和正方形

在纸上画一行圆形和正方形。两位玩家轮流擦掉两个一样的图形(两个圆形或两个正方形),用一个圆形代替,或者擦掉两个不同的图形,用一个正方形代替。这样图形越来越少,最终只剩一个图形:如果剩下正方形,则第一位玩家胜;如果剩下圆形,则第二位玩家胜。该游戏有制胜策略吗?如果圆形和正方形的初始数量变了,又会怎样?这是真正的策略游戏吗?让我们以下图所示的初始构型为例来看一下:

很明显,不管怎么玩,第二位玩家好像一定会赢(即最后剩下的图形一定是圆形)。圆形数量的变化似乎不会影响游戏的结果,而正方形数量的变化却可以。

这其实算不上是一个游戏,因为其初始构型和规则决定了花落谁家。要弄清楚这一点,我们需要分析一下,整个游戏过程中正方形的数量是如何变化的。游戏每进行一步,正方形的数量要么不变(即用圆形代替两个圆形,或者用正方形代替一个圆形和一个正方形),要么减少两个(即用圆形代替两个正方形)。这就意味着,如果一开始正方形的数量为偶数,在整个游戏过程中就都是偶数,所以最后剩下的就不可能是正方形;如果这个数量为奇数,则情况相反。

小游戏练习

画三角形。双人策略游戏。画一个圆,并在上面随意标出6个点。两位玩家轮流在两点间画一条线。一位用黑笔,一位用红笔。玩家可连接尚未画线的任意两点。成功用同色笔画出三角形的玩家胜。哪位玩家占优势?如何确保自己一定能赢?如果一开始的点数变了,情况还会如此吗?这个游戏也可以反过来玩,即谁先画出自己颜色的三角形,谁就输了。情况又会如何?

巧克力块(I)。一块巧克力上有28个正方形小格,呈4排7列分布。第一位玩家将其掰成两块,不能破坏任何小格。第二位玩家从中选出一块(丢弃另一块),再将其掰成两块。双方轮流进行,沿网格线掰巧克力。无法继续掰的玩家输。该游戏的制胜策略是什么?如果这块巧克力上有27个正方形小格,呈3排9列分布呢?

巧克力块(II)。跟上个游戏类似,也是将巧克力掰成两块,不过这次的巧克力上有50个正方形小格,呈5排10列分布。两位玩家轮流将其(或其中一部分)横向或者竖向(不破坏任何小格)掰开。不过这一次,我们要保留巧克力的所有部分。谁先掰剩一个正方形小格,谁就输了。该游戏的制胜策略是什么?如果谁先掰剩一个正方形小格,谁就赢了呢?

本章的重点是策略游戏,尤其是那些可以被全面分析的策略游戏。我们的目的在于探讨如何运用数学来为某位玩家制定制胜策略,前提是该策略的确存在。在解决数学问题的过程中,我们可以采用启发法,比如研究具体案例、假设游戏结果并逆向倒推、利用对称性,以及考虑奇偶性等。然而,一旦这些分析游戏的技巧变成了制胜策略,该游戏就不再是游戏,而变成了另一个已经解决的数学谜题。

从广义上讲,在我们分析过的游戏中,有些相当于尼姆游戏,棋子数量起关键作用,有些相当于尼姆车游戏,除了棋子数量,还涉及位置因素,导致原本适用于尼姆游戏的问题解决策略无法使用,从而使得确定策略的过程更加复杂。



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