天使问题

天使问题是由英国数学家约翰·何顿·康威提出的一个博弈论问题,在2006年已獲解答。

陳述
天使问题是關於一個叫**天使與惡魔的雙人遊戲,其規則如下:

兩名玩家分別扮演天使和惡魔

遊戲開始前,指定一個正整數 K,稱之為天使的力量

游戏在一个无限大的方格棋盘上进行;开始时棋盘是空的,天使停留在棋盘上的某一个方格(称为天使的起始点),恶魔并不存在于棋盘上

每一轮中,恶魔可以在棋盘上放置一个路障,路障不可以放置在天使停留处

每一轮中,天使可以向相邻格移动至多 K 步,移动过程中可以穿过路障,但移动终点必须停留在没有路障的格中;纵横斜格均算作相邻格

从恶魔开始,双方交替进行(若从天使开始,从上面的规则描述,亦可等价转换为从恶魔开始的局面)

若在一轮中,天使无法移动,则恶魔获胜

如果天使能够无限地继续游戏,则天使获胜

天使問題可以陳述為:

已知的证明
二維

  • K = 1 时,恶魔有必胜策略(康威, 1982)
  • 如果天使不可以降低其 y 坐标,则恶魔有必胜策略(康威, 1982)
  • 如果天使一直增加它到起始点的距离,则恶魔有必胜策略(康威, 1996)

在2006年,有4位数学家獨立解決了天使问题。英國數學家布萊恩·鮑迪奇(Brian Bowditch) 證明了K = 4的時候,天使有必勝策略。 挪威數學家Oddvar Kloster 和 András Máthé 各自證明了K = 2的時候,天使有必勝策略。Péter Gács 則是證明了當 K 充分大時,天使有必勝策略。

參考來源
外部連結

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