本文是对专题文章“魔方启发谜题展示数学的“简单群体””的补充,该文章刊登在《大众科学》2008年7月刊上。
M12 谜题
马蒂厄谜题M12代表零星简单群体M12,由作者设计在互联网上玩。谜题开始时,数字1到12会被打乱。目标是使用两种移动方式的组合来解开它们,这两种移动方式都可以通过点击按钮方便地执行。该图显示了每个移动对未打乱的数字的影响。
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M24 谜题
第二个马蒂厄谜题M24代表零星简单群体M24。在未打乱的状态下,数字1到23以类似时钟的圆圈排列,并且在12点钟方向的圆圈外放置一个0。与M12谜题一样,目标是从打乱的状态恢复到未打乱的顺序。M24谜题也有两种移动方式。一种移动方式将圆圈旋转一个“刻度”,将位置1的数字发送到位置2,将位置2的数字发送到位置3,依此类推。位置23的数字被发送到位置1,圆圈外的数字不移动。第二种移动方式只是交换占据相同颜色的圆圈的数字对。
多托
多托是我们的最后一个谜题,代表康威群体Co0,由普林斯顿大学的数学家约翰·H·康威于1968年发表。Co0包含零星简单群体Co1,并且其成员数量恰好是Co1的两倍。康威谦虚地没有以自己的名字命名Co0,因此他将该群体表示为“ .0”(因此发音为“dotto”)。
在多托中,有四种移动方式。这个谜题包含了M24谜题。看看底部的黄色/蓝色行。实际上,这是M24,但是数字是以行而不是圆圈排列的。R移动是“圆圈向右旋转”:数字0上方的列保持不动,但是数字1上方的列移动到数字2上方的列,依此类推,直到数字23上方的列,该列移动到数字1上方的列。您还可以单击底部行的列号,然后再单击另一个列号,并且会发生将第一列移动到第二列的“圆圈旋转”。M移动是在每组由垂直线分隔的4列(称为四分体)中,交换“黄色”列和交换“蓝色”列。符号更改移动(S)更改前8列(前两个四分体)的符号。四分体移动(T)是最复杂的:在每一行中,从每个四分体中减去该四分体中数字总和的1/2倍。除此之外,还要反转第一个四分体中列的符号。
策略提示: 请注意,每行中数字的平方和不会改变。(第一行的平方和为64,其他每一行的平方和为32。)如果您设法在第一行中得到“8”,那么您几乎将游戏简化为M24,除了那些符号。要获得原始位置,对角线上所有数字的符号必须为+。关于符号的提示:如果唯一错误的是对角线上的符号,并且只有8个符号是错误的,则可以使用仅M24移动(M,R)将这8列移动到前8列。
下载多托(注意:此链接包含一个压缩的.exe文件,并且只能在Windows计算机上播放。)
这个谜题项目起源于密歇根大学的NSF“本科生研究经验”项目。