圖/123RF
文/游森棚
1996年過世的艾狄胥,原創性與對整數的敏感異於常人,他提出非常多的猜想,其中許多猜想至今懸疑數十年沒進展。但這幾年,有幾個非常有名的艾狄胥問題被解決了。現在我們介紹的是「艾狄胥的偏移問題(The Erds Discrepancy Problem)」。
安全字串 靈巧設計
假設你被綁架,困在原點。往右2步就是懸崖,往左2步也是懸崖。綁匪告訴你可以起來走11步「動動筋骨」,但是要把你每一步想走的向左或向右的順序先告訴他。然後,他會逼迫你按照你寫的順序走(可憐的你也只好照做,人在槍口下,不得不低頭)。所以啦,為了不掉下懸崖,你當然不要一次走兩個右或兩個左。把向右記為○,向左記為×,你給的順序也許是:○×○×○×○×○×,這樣就在0與1之間擺盪,不會掉下懸崖。
然而這個綁匪喜歡數學,他看著你給的字串,不一定要你走第1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11步,也許會逼你按第2、4、6、8、10步的走法來走,也可能逼你走第3、6、9步,或逼你走第4、8步,或逼你走第5、10步。綁匪也很有義氣地承諾,如果你能夠給一個字串,不論他怎麼讀,你都不會掉下懸崖,就當場釋放你。這樣,剛剛那個○×○×○×○×○×就不能用了──綁匪取2、4,你就連走兩步往左掉下懸崖了。
錯中學習 獲取教訓
所以怎麼辦呢?第一步如果往右(○),第二步一定要往左(○×)。第三步呢?第三步一定要往左!因為如果第三步往右(○×○),第四步勢必要往左(○×○×)。但此時邪惡的綁匪如果逼你走2、4步就完了。所以第三步要往左(○××)。接著,第四步不能往左,否則取2、4步一樣掉下懸崖。因此前四步是○××○。
聰明的讀者也許到這裡會說「那就重複以上○××○的模式就好了」。很抱歉,錯。按照這樣的模式,前八步是○××○ ○××○。的確,一步一步走或是取2、4、6、8,都不會掉下懸崖。但是綁匪如果3個三個數,要你走3、6,那就完了。我建議讀者現在停下來,先思考一下這個非常有趣的謎題。你能設計出一個長為11的○×字串,讓自己安然脫困嗎?答案是「可以」。
但是,如果一開始綁匪要求你走12步,那數學告訴我們,放棄求生算了,因為,你不可能設計出一個長為12的安全字串。也就是說,不管這個字串長得怎樣,綁匪一定找到一個讀法,讓你掉下懸崖。以上就是艾狄胥偏移問題的簡單情形。
1932年,他猜測,不管懸崖兩邊有多遠,則任意一個無限長度的字串,一定可以找到一個讀法讓你掉下懸崖。就是說,任何一個無限長度的字串,「偏移」的程度都可以無限大。