家长园地:说谎的袜子

克洛伊刚从她的长曲棍球比赛回来,她的双胞胎弟弟泰勒就打来了电话。“亨利警官想过来。看来他要处理一些不可靠的目击证人,” 泰勒在她接起电话后告诉她。

亨利警官对于这两个十二岁的孩子来说是一个熟悉的人物,他已经开始依赖他们帮助处理棘手的案件。他自己也是一个聪明且认真的谜题研究者,他通常以给双胞胎们上一堂简短的历史课来开始他的案情介绍。

“在许多经典的谜题中,人们要么总是说真话,要么总是说谎,” 他开始说。“你问他们问题,要么你确定谁是说谎者,要么你在不明确确定任何人的诚实度的情况下发现一些事实。”


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“例如,这是我认为经典的谎言问题中的女王。 你在一个陌生的国家走在一条小路上。 你在一个岔路口遇到一个单枪匹马的战士。 岔路的每个分支都通向一个村庄。 你知道一条路通向一群总是说真话并会给你食物的和平人民。 另一条路通向一个天生的骗子村庄,他们会杀了你。 两个村庄的人看起来很像。 你被允许向战士问一个是非题,然后你必须选择一个岔路口并迎接你的命运。 你应该问什么问题?”

(在继续阅读之前先想出你自己的答案。)

问:“这个分支通向你的村庄吗?”(同时指向一个分支)。

原因如下:假设你指向骗子的村庄。 骗子会否认你指向他的村庄,说真话的人也会否认。 如果你指向说真话的人的村庄,他们都会说他们来自那里。 在任何一种情况下,你都知道你应该走哪条路。

亨利警官继续说道:“问题是,我们大多数人在现实生活中认识的骗子只是偶尔说谎。 有时他们选择说真话,有时他们说谎。 这似乎让事情变得更容易,但事实并非如此。 如果例子中的战士是一个偶尔说谎的人,他可能会告诉你去他真正的村庄来回答这个问题。”

“事实上,如果在一群战士中最多只有一个偶尔说谎的人,而其余的人都说真话,那么你需要至少三个战士才能使用这个问题来确定该怎么做。 大多数人会告诉你真相。”

“我的问题涉及犯罪现场,但我不能告诉你细节,因为它们是保密的,所以我们把它变成一个游戏。 假设一个不透明的盒子里有一个物体。 你知道它是一个物体,它可以是红色或黑色,可以是大的或小的,可以是鞋子或袜子。 你想发现盒子里是什么。”

“有三个人见过这个物体。 最多有一个人是偶尔说谎者。 其他人都是诚实的。”

问题 1. 假设你可以问每个人最多三个是非题,前提是你总共提出的问题不超过七个。 你能弄清楚物体的尺寸、颜色和类型吗?

“现在是更困难的问题:六个人见过盒子里的物体。 最多有两个人是偶尔说谎者。 其他人都是诚实的。”

问题 2. 你能问每个人最多两个是非题,并弄清楚盒子里是什么吗?

问题 3. 如果袜子只能是黑色的,而鞋子只能是大的,你能做得更好吗?

解答: 1. 克洛伊几乎立即回答道:“称呼这些人 A、B、C。 询问 A 和 B 关于尺寸; 如果他们意见一致,他们的答案是可信的。 询问 A 和 B 关于颜色; 如果他们再次意见一致,那么这个答案也是可信的。 询问 A 和 B 关于物体,如果他们对物体也意见一致,那么你只用六个问题就解决了问题。 现在假设 A 和 B 对他们对任何问题的答案都不同意。 这意味着 A 或 B 其中一人是偶尔说谎者。 立即向 C 提出相同的问题和任何剩余的问题,C 的答案肯定是可信的。 如果 A 或 B 在尺寸或颜色上撒谎,你总是可以用最多六个问题来解决问题。 如果 A 和 B 在关于物体的问题之前都意见一致,那么你将总共需要七个问题。”

2. 称呼这些人 A、B、C、D、E、F。 询问 A、B 和 C 关于尺寸。 如果没有分歧,那么询问 D、E 和 F 关于颜色。 如果对颜色没有分歧,那么询问任意五个人关于物体的类型(袜子或鞋子),并相信多数人的答案。 这种包含 11 个问题的场景结果是最糟糕的情况,即使可能没有人撒谎。 当骗子早早出现时,需要的问题就更少,因为那时你可以将你的问题集中在说真话的人身上。

因为有很多情况,请考虑这个决策树 (http://cs.nyu.edu/cs/faculty/shasha/papers/liars1.pdf) 的可能响应。 从顶部节点(根节点)开始,并沿着树向下跟踪每个结果。

3. 我不打算给你完整的解决方案,但考虑一下信息论方面的专家在这种情况下会怎么做:首先解决不确定性最大的问题。 因此,首先询问 A、B 和 C 关于鞋子或袜子的问题。 如果你得到一致性,那么你只需要询问另一个属性。 另一个属性已经是已知的。 你能从这里继续下去吗?

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