成为真正的游戏高手

你一定玩过「井字棋」,或称「圈圈叉叉」的游戏,双方在井字的棋盘上交互画圈(◯)和打叉(✕),先以横向、直向或斜向连成一线的为胜方,它的规则简单易懂又节奏明快,是广受大众喜爱的小品游戏,因此许多人会研究对应的致胜策略,例如在图1中所展示的棋局,不论下一手的打叉(✕)方画在何处,画圈(◯)方都能确保最后的胜利。

图1 井字棋中两种画圈(◯)方即将获胜的情况

如果一开始即能掌控游戏的步调,成为最终的赢家当然就最好囉!由于井字棋的规则较为单纯,变化亦相对较少(注1),因此发展出对应的策略,例如图2就展示先手画圈(◯)方在三种不同开局的设定之下,所对应的必胜条件。

图2 井字棋的策略分析

除了井字棋,还有许多趣味的游戏吸引大家投入,分析其必胜的策略,这可以透过赛局论或博弈论(Game Theory)来寻求解答,事实上我们可以依据游戏的破解程度进行分类:

  1. 超弱解游戏:得知先手或后手谁有必胜、或必不败之策略,不过仍无法掌握具体的策略执行方式。

  2. 弱解游戏:得知在起始情况下,必胜或必不败策略的具体实施方式。

  3. 强解游戏:在中途任何情况下,得知必胜或必不败策略的具体执行方式。

以上游戏皆称为已解游戏(Solved Game),利如井字棋就是个强解游戏,在游戏中途的任何情况之下,至少一方有必胜或必不败的具体策略可以执行。

另一个有趣的两人对奕游戏是六贯棋(Hex),棋盘由许多正六边形拼凑而成,平行的两侧涂上相同颜色,例如蓝色和红色,两人轮流分别在空白格摆放蓝色和红色的正六边形棋子,直到有一方连接同色的两侧获得胜利(图3)。数学家奈许(Nash)证明了这个游戏不会出现和局,且先手握有必胜的策略,不过到现在还没有人能提出先手获胜的具体执行流程,所以六贯棋是个超弱解游戏(注2)。

图3 六贯棋的棋盘(左)与蓝方胜利的情况(右)

已经有许多小游戏被研究进行不同程度的破解,利如播棋、四子棋、五子棋和西洋跳棋(图4),请你猜猜它们获胜的秘诀到底是什麽呢?

图4 某游戏主机上的各种小游戏(注3)

感谢逢甲大学提供授权刊载本文,原文网址为 https://blogcastle.lib.fcu.edu.tw/archives/6249

延伸教材:逢甲大学磨课师《小数界大学问—翻转生活数学》,5-1 稳操胜算 https://youtu.be/pC5_sw2pc9Q

  1. 若是将对称的局面皆视为同一个,则井字棋仅有765个局面,26830个棋局。

  2. 目前六贯棋有对应于棋盘大小为3~8的先手必胜策略可以执行,至于更大的棋盘则仅能知道先手有必胜策略,尚无能够执行的具体步骤。

  3. 截图自 https://youtu.be/P5X9zrLd_dI