圍棋是“四藝”之一,也是國際通行的棋種。你知道嗎?它里面藏著很多有趣的數(shù)學(xué)知識。
關(guān)于圍棋,素有“千古無同局”的說法,意思是從古至今,沒有完全相同的兩盤棋局。
事實上,這是一個數(shù)學(xué)問題。圍棋棋盤是方形的,由橫縱各19條線組成,因而落子點有19乘以19即361個。下棋過程中,執(zhí)黑子和白子的兩方交替落子于交叉點上,每下一子,后一子的可落子選擇就少一種。不考慮其他情況,只根據(jù)排列組合知識,我們可以得出:第 1手棋有 361種選擇,第 2手棋有360種選擇,第3手棋有359種選擇……這樣,下一局棋有361×360×359……3×2×1=361?。?61的階乘)種可供選擇的方案,這顯然是一個很大的數(shù)字。
而圍棋作為一種博弈,每個棋手的具體情況如棋風(fēng)、情緒等都會直接影響每局的吃子情況,因而實際上有的棋局情況遠多于那個數(shù)字,于是便有了“千古無同局”的說法。
“多子圍空方勝扁”是圍棋的一句棋彥,意思是用多顆棋子圍空的時候,棋型要盡量走成具有立體感的方形,使棋子效率最大化,這樣可以形成大空的勢態(tài);如果走出扁的棋型,所占目數(shù)少,棋子效率低,彈性小,圍成的空間也小,可行范圍也隨之變小,這就是“方勝扁”的道理所在。其實,這是一個約束條件下的最優(yōu)化數(shù)學(xué)問題。下棋時,在棋子相同的情況下,如何實現(xiàn)圍空最大?我們可以把這個問題理解為一個條件極值問題:矩形周長C為定值,求矩形面積S的最大值。當(dāng)矩形為正方形時S可取得最大值,也就是說矩形為正方形時圍空的效率最高。有經(jīng)驗的棋手注意到了這點,下棋時有意走出方形,從而圍出更大的空間。
不止這些知識,圍棋作為古人的智慧結(jié)晶,棋彥、對局里還蘊藏著一些數(shù)學(xué)原理,我們可以好好琢磨下哦。
(節(jié)選自科普中國)