本文是對專題文章“魔方啟發謎題展示數學的“簡單群體””的補充,該文章刊登在《大眾科學》2008年7月刊上。
M12 謎題
馬蒂厄謎題M12代表零星簡單群體M12,由作者設計在網際網路上玩。謎題開始時,數字1到12會被打亂。目標是使用兩種移動方式的組合來解開它們,這兩種移動方式都可以透過點選按鈕方便地執行。該圖顯示了每個移動對未打亂的數字的影響。
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M24 謎題
第二個馬蒂厄謎題M24代表零星簡單群體M24。在未打亂的狀態下,數字1到23以類似時鐘的圓圈排列,並且在12點鐘方向的圓圈外放置一個0。與M12謎題一樣,目標是從打亂的狀態恢復到未打亂的順序。M24謎題也有兩種移動方式。一種移動方式將圓圈旋轉一個“刻度”,將位置1的數字傳送到位置2,將位置2的數字傳送到位置3,依此類推。位置23的數字被髮送到位置1,圓圈外的數字不移動。第二種移動方式只是交換佔據相同顏色的圓圈的數字對。
多託
多託是我們的最後一個謎題,代表康威群體Co0,由普林斯頓大學的數學家約翰·H·康威於1968年發表。Co0包含零星簡單群體Co1,並且其成員數量恰好是Co1的兩倍。康威謙虛地沒有以自己的名字命名Co0,因此他將該群體表示為“ .0”(因此發音為“dotto”)。
在多託中,有四種移動方式。這個謎題包含了M24謎題。看看底部的黃色/藍色行。實際上,這是M24,但是數字是以行而不是圓圈排列的。R移動是“圓圈向右旋轉”:數字0上方的列保持不動,但是數字1上方的列移動到數字2上方的列,依此類推,直到數字23上方的列,該列移動到數字1上方的列。您還可以單擊底部行的列號,然後再單擊另一個列號,並且會發生將第一列移動到第二列的“圓圈旋轉”。M移動是在每組由垂直線分隔的4列(稱為四分體)中,交換“黃色”列和交換“藍色”列。符號更改移動(S)更改前8列(前兩個四分體)的符號。四分體移動(T)是最複雜的:在每一行中,從每個四分體中減去該四分體中數字總和的1/2倍。除此之外,還要反轉第一個四分體中列的符號。
策略提示: 請注意,每行中數字的平方和不會改變。(第一行的平方和為64,其他每一行的平方和為32。)如果您設法在第一行中得到“8”,那麼您幾乎將遊戲簡化為M24,除了那些符號。要獲得原始位置,對角線上所有數字的符號必須為+。關於符號的提示:如果唯一錯誤的是對角線上的符號,並且只有8個符號是錯誤的,則可以使用僅M24移動(M,R)將這8列移動到前8列。
下載多託(注意:此連結包含一個壓縮的.exe檔案,並且只能在Windows計算機上播放。)
這個謎題專案起源於密歇根大學的NSF“本科生研究經驗”專案。