240.永恒难题
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※240.永恒难题
莫克顿勋爵(Christopher Walter Monckton, 3rd Viscount Monckton of Brenchley,1952—)
1999年
黄色部分由三角形结构所组成的部分,就是永恒难题拼图的其中一种图例。永恒难题所有拼图,都是由等边三角形和半个等边三角形所组成。
用正方形拼出的矩形(1925年),渥德堡铺砖法(1936年)及潘洛斯铺砖法(1973年)
在1999—2000年刮起一阵旋风的永恒难题,是一种极端困难的拼图游戏,也就顺理成章地成为需要透过计算机分析的严肃数学课题。这个游戏总共有209片各不相同、每一片都是由等边三角形和半个等边三角形所组成、面积固定等于六个等边三角形的拼图。游戏目的是用所有拼图拼出一个大面积、几乎是正十二边形的图形。
发明这套游戏的莫克顿勋爵在1999年6月安徒玩具(Ertl Toys)公司开始销售的时候,曾悬赏一百万英镑奖金要给完成游戏任务的玩家。在此之前,莫克顿勋爵计算机实验的成果,显示这套游戏不会在短短几年内被破解,甚至不排除要花上更久的时间,才能完成任务。这一点其实没错,把拼图所有可能拼法都找出来,确实是一件相当耗费精力的搜寻工作,就算让一台运算能力最强的计算机土法炼钢下去找,恐怕也要花上几百万年才能找到解答。
不过,这一回莫克顿勋爵恐怕要失望了,塞尔毕(Alex Selby)及雷奥丹(Oliver Riordan)这两位英国数学家通过计算机帮忙,在2000年5月15日就找出一种排成十二边形的正确拼法,并提出领奖要求。值得一提的是,他们发现在类似这种拼图游戏中,困难度会随拼图片数累增,在大约七十片拼图的时候最困难,可是过了这个界线后,各种可能的拼法居然也跟着增加,一般推估正规永恒难题拼图游戏起码有10 种不同的解答,远远超过我们所处银河系的原子数。尽管如此,这个游戏拼错的方式当然比正确的方式要来得多很多,所以,游戏难易度依旧被公认为恶魔等级。
塞尔毕和雷奥丹两人清楚知道这个游戏还有其他很多种正确的拼法,因此,刻意忽略莫克顿勋爵替自己这套游戏所提供的指引,以便找到能够更简单完成拼图的方式。2007年时,莫克顿勋爵将永恒难题改版后推出次世代永恒难题,一套由256片正方形拼图所组成的游戏,目的是拼成一个16×16的大方形,并且新增片块拼图只能用颜色相同那一边互相连接的规矩。根据估计,这套新游戏的解答总计有1.115×10 种拼法。 数学之书:数学史上250个里程碑式的发现