李斯年提及的这两个数字游戏,各有其独特的数学背景和深厚的历史渊源。
前者名为“巴什博弈”,是一种经典的两人博弈游戏,源自法国数学家巴赫(Bachet)在1624年出版的着作《数学趣题》,游戏中涉及到了数学中的模运算和余数定理等知识点。
“巴什博弈”也是后世小学生奥数竞赛中特别喜欢考察的一类题型,据说它能够有效地培养学生的逻辑思维能力和对数学的兴趣。
而后面拿小球的数学游戏,则被称为“威佐夫博弈”,它是由荷兰数学家威佐夫(Wythoff)所提出的。相较于前者,这个问题的解决难度显着提升。
需要将两堆小球的数量抽象地理解为直角坐标系中的点的坐标,进而利用矩阵知识来详细分析在何种情况下“先手”玩家能够确保“先手必胜”。
其最终的结论甚至与黄金分割数(1+√5)/2紧密相连,这在小学生的奥数题目中也可谓是难题中的难题。
白敬业和沈从文反复进行了多次这个游戏,起初他们互有胜负,但随着时间的推移,白敬业逐渐发现了其中的规律。
他兴奋地向李斯年说道:“老师,我明白了,如果初始状态是(4,7)的话,那么结果一定是‘后手必胜’。”
接着,他又详细地演示了所有可能的情况,并继续说道:“通过之前那种逆推的方法,我发现前面的(1,2)和(3,5)都是‘后手必胜’的关键节点。只要两堆小球的个数之和符合这些特定的数字组合,后拿球的人只要策略得当,就一定能获得胜利。”
李斯年满意地点点头,说道:“嗯,不错。这个问题是在1907年由一位荷兰数学家提出的。你再思考一下,这类问题的其他必胜点是否存在某种规律。这个问题就留给你回去思考吧。另外,你也可以尝试深入研究一下,如果是有三堆小球的情况下,必胜策略会是怎样的。你把这些研究成果整理成论文,拿来给我看看,就当作是你这学期的假期作业吧。下学期开学的时候交给我。”
在此时,“巴什博弈”和“威佐夫博弈”这类问题还仅仅是数学爱好者间小范围传播的游戏,类似于脑筋急转弯的问题,并未引起数学家们的广泛关注。
然而,李斯年却有意在博弈论的框架内重新审视这类问题,深入分析这两种非合作博弈的必胜策略,并希望进一步将研究拓展到更加复杂的问题上。
沈从文对于第一个数学游戏很快就掌握了其原理,但是第二个数学游戏就有点超出他的认知范围了。
直到最后他也是懵懵懂懂的,刚才和白敬业两人玩儿的时候,好几次他是后手拿球,但是也都输了,丝毫没看出有什么优势。