克洛伊剛從她的長曲棍球比賽回來,她的雙胞胎弟弟泰勒就打來了電話。“亨利警官想過來。看來他要處理一些不可靠的目擊證人,” 泰勒在她接起電話後告訴她。
亨利警官對於這兩個十二歲的孩子來說是一個熟悉的人物,他已經開始依賴他們幫助處理棘手的案件。他自己也是一個聰明且認真的謎題研究者,他通常以給雙胞胎們上一堂簡短的歷史課來開始他的案情介紹。
“在許多經典的謎題中,人們要麼總是說真話,要麼總是說謊,” 他開始說。“你問他們問題,要麼你確定誰是說謊者,要麼你在不明確確定任何人的誠實度的情況下發現一些事實。”
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“例如,這是我認為經典的謊言問題中的女王。 你在一個陌生的國家走在一條小路上。 你在一個岔路口遇到一個單槍匹馬的戰士。 岔路的每個分支都通向一個村莊。 你知道一條路通向一群總是說真話並會給你食物的和平人民。 另一條路通向一個天生的騙子村莊,他們會殺了你。 兩個村莊的人看起來很像。 你被允許向戰士問一個是非題,然後你必須選擇一個岔路口並迎接你的命運。 你應該問什麼問題?”
(在繼續閱讀之前先想出你自己的答案。)
問:“這個分支通向你的村莊嗎?”(同時指向一個分支)。
原因如下:假設你指向騙子的村莊。 騙子會否認你指向他的村莊,說真話的人也會否認。 如果你指向說真話的人的村莊,他們都會說他們來自那裡。 在任何一種情況下,你都知道你應該走哪條路。
亨利警官繼續說道:“問題是,我們大多數人在現實生活中認識的騙子只是偶爾說謊。 有時他們選擇說真話,有時他們說謊。 這似乎讓事情變得更容易,但事實並非如此。 如果例子中的戰士是一個偶爾說謊的人,他可能會告訴你去他真正的村莊來回答這個問題。”
“事實上,如果在一群戰士中最多隻有一個偶爾說謊的人,而其餘的人都說真話,那麼你需要至少三個戰士才能使用這個問題來確定該怎麼做。 大多數人會告訴你真相。”
“我的問題涉及犯罪現場,但我不能告訴你細節,因為它們是保密的,所以我們把它變成一個遊戲。 假設一個不透明的盒子裡有一個物體。 你知道它是一個物體,它可以是紅色或黑色,可以是大的或小的,可以是鞋子或襪子。 你想發現盒子裡是什麼。”
“有三個人見過這個物體。 最多有一個人是偶爾說謊者。 其他人都是誠實的。”
問題 1. 假設你可以問每個人最多三個是非題,前提是你總共提出的問題不超過七個。 你能弄清楚物體的尺寸、顏色和型別嗎?
“現在是更困難的問題:六個人見過盒子裡的物體。 最多有兩個人是偶爾說謊者。 其他人都是誠實的。”
問題 2. 你能問每個人最多兩個是非題,並弄清楚盒子裡是什麼嗎?
問題 3. 如果襪子只能是黑色的,而鞋子只能是大的,你能做得更好嗎?
解答: 1. 克洛伊幾乎立即回答道:“稱呼這些人 A、B、C。 詢問 A 和 B 關於尺寸; 如果他們意見一致,他們的答案是可信的。 詢問 A 和 B 關於顏色; 如果他們再次意見一致,那麼這個答案也是可信的。 詢問 A 和 B 關於物體,如果他們對物體也意見一致,那麼你只用六個問題就解決了問題。 現在假設 A 和 B 對他們對任何問題的答案都不同意。 這意味著 A 或 B 其中一人是偶爾說謊者。 立即向 C 提出相同的問題和任何剩餘的問題,C 的答案肯定是可信的。 如果 A 或 B 在尺寸或顏色上撒謊,你總是可以用最多六個問題來解決問題。 如果 A 和 B 在關於物體的問題之前都意見一致,那麼你將總共需要七個問題。”
2. 稱呼這些人 A、B、C、D、E、F。 詢問 A、B 和 C 關於尺寸。 如果沒有分歧,那麼詢問 D、E 和 F 關於顏色。 如果對顏色沒有分歧,那麼詢問任意五個人關於物體的型別(襪子或鞋子),並相信多數人的答案。 這種包含 11 個問題的場景結果是最糟糕的情況,即使可能沒有人撒謊。 當騙子早早出現時,需要的問題就更少,因為那時你可以將你的問題集中在說真話的人身上。
因為有很多情況,請考慮這個決策樹 (http://cs.nyu.edu/cs/faculty/shasha/papers/liars1.pdf) 的可能響應。 從頂部節點(根節點)開始,並沿著樹向下跟蹤每個結果。
3. 我不打算給你完整的解決方案,但考慮一下資訊理論方面的專家在這種情況下會怎麼做:首先解決不確定性最大的問題。 因此,首先詢問 A、B 和 C 關於鞋子或襪子的問題。 如果你得到一致性,那麼你只需要詢問另一個屬性。 另一個屬性已經是已知的。 你能從這裡繼續下去嗎?