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杨振宁先生的文章:许宝騄和“移棋相间法”

和乐数学 2023-01-28

The following article is from 数学文化 Author 杨振宁

(一)西南联大时的数学游戏 


1940年前后,在西南联大物理系和数学系的师生们许多都喜欢玩一个移动2n个围棋子的游戏。我也对它花过不少时间,始终未能完全解决。20多年后在美国我重新研究它,终于解决了所有n=3,4,5……的游戏,可是没有把答案写下来,只记得解决的一个关键方法是modulo 4。


最近看到一本关于许宝騄1的书,《道德文章垂范人间》,其中316页上有一篇俞润民的文章2,说许曾研究“移棋相间法”,曾发现“合四为一之新律”。我猜,此新律恐怕就是后来我发现的modulo 4方法。


这几天重新研究此游戏,再度得到全解,在下面描述。


( 二)p(3)


六个棋子摆成一行,如 (1) ,黑子 (b) 在左,白子 (v) 在右。

然后移动最左二子至最右,成 (2) ,再移动二子成 (3) ,再移动二子成  (4) 。

从 (1) 到 (4) ,三步移动,达到黑白相间是游戏 p(3) 的三步解。请注意,每次移动,必须是相邻二子,平行移动。

p(4)



(四)p(5)



)p(6)



(六)p(7)




(七)p(8)


从 (31) 到 (39) 八步平行移动可以分成三段 :

第一段  (31) 到 (33) 两步。请注意中间八子 bbbbvvvv 完全不动。 

第二段  (33) 到 (37) 四步。请注意左右两端的 bvvb 和 vvbb 八子完全不动。 

第三段  (37) 到 (39) 两步。其中第一步先不动 (37) 的最左四子bvvb, 只把最右四子的中间二子 vb 移到左面,成 (38) 。第二步则把 (38)  中最左的 bv 二子移到右面成 (39) 。

极重要的比较 :

比较第二段 (33) 到 (37) 这四步,与 p(4) 的 (5) 到 (9) 这四步,前者去掉最左四子与最右四子就与后者完全雷同!也是说 p(4) 是p(8) 的中心。p(8) 在中心以外还有第一段的两步和第三段的两步,以及左右八子,合起来形成一框,我们称它为外框

(八)Modulo 4 


p(8) 的中心是 p(4) 。四周是一个外框。我们把此关系写为
p(4)  →  p(8)
这个关系显然可以推广 :
至此我们已显示所有 n>3 时 p(n) 的解法。


1数理统计学起源于二十世纪前半叶。创建此学科的五、六位学者中有许宝騄。

2俞润民是许宝騄的外甥,是俞平伯的儿子。俞文还说此游戏“始于清顺治六七年”。

2019年11月完稿于清华园

作者简介


杨振宁

世界著名物理学家,1957年获得诺贝尔物理奖,

在物理、数学等科学领域拥有极深的造诣。


关于数学文化


《数学文化》为季刊,目的是将数学展示给我们的世界,在文化层面上阐释数学的思想、方法、意义,涵盖数学人物,数学历史,数学教育,数学趣谈以及数学烟云等等,杂志的对象是对数学有兴趣的读者。


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