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《小擂台》 - k2 O/ C2 i; c
这是一个若干年前的一个数学问题,当然是已经解决了的问题,之所 ) h- Q, @. g1 y6 m0 d# n2 {
以贴出这个题目,是因为正当“非典”肆虐,许多网友有时间思考,对于 ' `1 [! v; M r4 I. h
我们来说,这是一个机会,何不适时迎接一个小小的挑战,丰富我们的业
/ ]7 {8 q1 t0 q5 h余生活,何况这个题目在今天研究,已经具有双重的考验作用了。
9 E" `) }- s+ E- h- B- z7 n6 p& w 不要去找现成的答案。也不是那么好找。
; c. p6 N2 S% x: L& f, a( }& Q 一是完全用我们的大脑来解决问题,这个难度是有相当档次的。
& _7 Q' F# Z5 w/ u, W; D 二是我们部分网友已经掌握的高超的电脑软件设计能力,可以设计出 % J- A0 ~4 \" v. b! ~9 {
一个解决问题的搜索程序,解决这个问题。
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1、题目的来历:在欧洲,自600年前,就时髦着一种智力游戏——重
5 P- G5 V1 v W& h5 _7 \排九宫。这种游戏类似于我们中国古代的“华容道”游戏,规则如下:
2 \2 G) o5 s& i. ]在一个九宫图中(也就是横竖三行三列方格的方格图),从左上角第一格 - P* U0 w# c- N) M1 e) Y* K
开始,依次填上1、2、3、4、5、6、7、8八个数字,第九格空,然后在空
4 Q4 G/ h7 H; o; `, \格处移动与空格相邻的一个数字,再移动新产生的空格相邻的数字中的任 o$ O6 K: }$ j3 _. R" T6 m
意一个数字,任何数字必须遵循这个规则移动。最后达到数字排列成8、7、
; T" g/ ?) ]* A9 E w6、5、4、3、2、1的顺序,就是重排九宫完成了。设每一个数字移动一格
5 O8 w% n$ \/ P' E为一次或一步,那么用的步数越少就越好。在欧洲古代,往往能够在40步 1 q7 M+ p# Y5 p/ U2 Y
以内完成就是智商很高的体现了。
/ y x0 Q& s1 Q4 O: W* ? 2、寻找最优解。重排九宫的最优解实际上就是最少步数重排了九宫。
, Q0 E. M* A) r, q* t+ F 但是在这个游戏欧洲时髦了5、6百年实际上连一个最优解也没有发现。
* ^* Q* E: ^1 e% ^/ D 事实上,20多年前美国计算机科学家就是依靠那时的最先进数学手段 - `7 p) z p8 B" H7 N
——电脑(大概是晶体管的)在设计了一个搜索程序以后,耗费了几个小 0 a4 v c: X+ f7 q/ I6 }/ q& {& p
时的计算机运算时间,才找到了全部的最优解。 0 h1 m- _/ \ W2 P1 U( }5 n7 k
他们宣布,这十个只用30步就可完成的最优解,用人的大脑是不可能 , @ F2 G5 R5 Y
完成的。 # I4 y7 x1 _+ g, [) {8 y5 w0 S
事实上,在20多年前当这个题目在国内公布之后,在短短的半年内, ) i1 [" w0 V! D
就有51名各界的人士给出了全部最优解。当时可以说是一个扬眉吐气的事
+ o0 X9 S% H2 m件。体现了中国人的聪明才智。因为那时可以说我国的科技水平,尚不可
" p9 Z+ G H! U6 E! B6 @能有那么多的人可以利用最先进的手段——电脑来帮助我们做此事。显然
+ I6 J4 B( |+ o D. I& s; N- Z N是依靠中国人大脑的智慧回答了了这个美国数学家认为“依靠人的大脑不
8 B D8 V4 m( l; f# s可能找到这十个最优解”的结论。
1 A5 e- t- O9 Z/ }4 a 时代的变迁,科技水平是以爆炸式的方式发展,目前这样的问题解决 8 G+ a) L- G; E: W; i
的手段显然已经超过了当年美国数学家的时代。或许有一个软件设计天才
Y. }! n1 E* q# ]) m; d% B可以设计出一个搜索程序,不是利用几小时,而是几分钟或几十秒几秒就 ! p9 g2 U, ?2 Z$ T+ P4 v
找到这十个最优解,这都是可能的。
' A7 p I" M; Z9 Z 科技的威力在解决此题与战胜SARS这件事上异曲同工。
3 d4 m' q; J9 ] o, J1 T: K 擂台已经摆下:请给出这十个最优解。
Y/ _% X- `( Y1 N) M4 b9 |1 n补充:这是以前曾经出过的一个趣题,在现有的数学工具和编程技术条件下,本论坛必有高手很块就会给出答案,这是第一问.
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加一下难度给个第二问:% g. g+ g! `/ G9 M8 u% y
5 L: S' Q1 I [) i5 {. ~$ L 证明:重排九宫最少步数为30步,并且只有十个最优解 |