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加拿大国际广播电台

永不平手的骰子,研发多年终找到答案

2012 年一家游戏博览会的晚餐交谈中,一位桌游设计师提出,能否设计出一种用来决定谁先开局的骰子,但却绝不会出现打和。

阿拉巴马州奥本大学(Auburn University)的数学家兼高级讲师哈什巴格(Eric Harshbarger)听后,认为这问题正合他的胃口。

为省几秒,研究经年目标是为每个玩家节省几秒宝贵时间,以便能尽快玩上桌游。

理论上这套骰子需要让每位玩家掷一枚骰子,获胜机会均等,同时又能保证绝不会有两名玩家打和的局面。但现实世界中要找出方案就要困难得多了。

在接近 15 年后,哈什巴格和同事终于发明出一套骰子,可让五名玩家分先后序的骰子Go First Dice这套骰子只需掷一次,就能确保赢家。

二至四人用的骰子不难,五人却……哈什巴格多年来管理着一个发布相关研究的网站,期间全球约有 20 名计算机科学家和数学家先后参与过该项目。

他和团队最初没多久就设计出了一套由四枚 12 面骰子组成的方案。

这套骰子允许两、三或四名玩家各自掷一枚正十二面体骰子,就能产生赢家,虽然数值不同,但每人胜算绝对均等。

两个人的话,我们眨眼间就找到了答案;三个人的话,两三天就找到了答案;四个人,在两三周、也许一个月内就得到了这种骰子。但五名玩家的情况,却是一个大难题。

数学上可行,但制作上不可行哈什巴格解释,他们一直都知道这种骰子在数学上是可行的。

只是方案能否转化为骰子的物理几何形状——即某种能够真正被制造并掷出的实物。

我知道有一个方案需要每枚骰子拥有 1440 个面,这样疯狂的数字,根本制造不出来。研究人员因此开发不同的理论,试图减少骰面数量。

过程中,一位澳洲研究人员加入,提出一套由五枚 120 面骰子组成的方案。这个发现引起了关注,不到半年,一位加拿大研究员也加入了。

来自加拿大的突破加拿大软件工程师迈耶(Paul Meyer)联系上哈什巴格,索要了一些旧的研究结果。三个月后,迈耶表示找到了一个使用五枚 60 面骰子的解决方案。

迈耶利用了先前解决方案中的数学规律,并结合计算机的蛮力攻击(brute-force computer search),即逐一测试所有可能的数字系列,从而得到结果。目前这颗高尔夫球大小的骰子,已可以购买得到。

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继续改进设计哈什巴格说,他们的工作并未完结,目前仍在探索是否能研发出更少骰面的骰子给五人使用(已知 30 面是最小值),以及能否扩展到六名玩家。而迈耶已成为研究小组成员。

为了玩桌游不要打和,原因可能甚为滑稽,但哈什巴格说,从数学角度来看,事情却非常美妙且令人着迷这种没有显而易见答案的问题,正是数学家会跃跃欲试,并坚持不懈地研究多年的原因。

Catherine Zhu de CBC Radio, adaptation en chinois par Donna Chan.