拈 (Nim)是極其古老的一個遊戲,將十二枚辨士分三列排成3、4、5,如下圖:
遊戲的規則很簡單,兩人輪流取銅板,每人每次需在某一列取一枚或一枚以上的銅板,但不能同時在兩列取銅板,拿最後一枚銅板的人贏得此遊戲。
一個頭腦靈活的人很快發現,先取的人,在第一列的三枚銅板中取走二枚,就能穩操勝算。另一個顯而易見的是,只要你留下兩列枚數相同的銅板,也必可獲勝。
本世紀初,哈佛大學數學系副教授查理士.理昂納德.包頓 (Chales Leonard Bouton) 提出一篇詳盡的分析和證明,利用數的二進位表示法,解答了這個遊戲的一般法則:對任意列數的銅板,每列有任意枚數,如何取得致勝之道?
在包頓的術語中,拿過後剩下的殘局不是安全 (safe) 就是不安全 (unsafe) 的局面。在所有安全的情況下,不管對方如何拿總是到一不安全的情況,你可以再取適當枚數的銅板(在適當的某一列),達到另一安全的情況,這樣一直到拿光銅板為止。
方法很簡單。首先,將各列銅板的枚數化成二進位數,相加,但不進位,然後再看和的各個位數。如果和的各個位數都是偶數,則表示一安全殘局;否則,如果有一位是奇數,則為不安全殘局。例如「三、四、五」遊戲,一開始就是不安全殘局,先拿的人可以適當取二枚而造成他的安全殘局。 舉例:
第一列 3枚 二進位是 011
第二列 4枚 二進位是 100
第三列 5枚 二進位是 101
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相加 212
上面212三個數字中,中間一行是奇數,所以是不安全殘局,我們將第一列的3枚銅板拿走兩枚,剩下1枚的話,則
第一列 1枚 二進位是 001
第二列 4枚 二進位是 100
第三列 5枚 二進位是 101
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相加 202
這時三列相加的每一位數都是偶數,這就是必勝的殘局!
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