匈牙利數(shù)學(xué)家P·羅莎曾設(shè)計(jì)過(guò)這樣一個(gè)有趣的試驗(yàn)場(chǎng)景:一個(gè)房間里有煤氣灶、水龍頭、火柴和一只空水壺,現(xiàn)在請(qǐng)你燒一壺開(kāi)水,你會(huì)怎么做?這個(gè)問(wèn)題一點(diǎn)也不困難,幾乎所有試驗(yàn)者都會(huì)“打開(kāi)水龍頭,把水壺灌滿水,點(diǎn)著煤氣灶,把水壺放在灶上,直至水沸騰?!焙芎?,現(xiàn)在進(jìn)入第二個(gè)場(chǎng)景:還是這個(gè)房間,所有條件不變,只是水壺里已經(jīng)加滿了水,仍請(qǐng)你燒一壺開(kāi)水,你會(huì)怎么做?這時(shí)大多數(shù)人的回答都是:“把煤氣點(diǎn)著,再把水壺放在灶上就行了。”對(duì)此羅莎的判斷卻是:“數(shù)學(xué)家欣賞和想要的回答是,把壺里的水倒掉,然后就宣告結(jié)束?!?/p>
你是不是有點(diǎn)不解:“這是為什么?”讓我來(lái)告訴你,這其實(shí)是對(duì)化歸法的一種形象說(shuō)明,所謂化歸就是把不熟悉的、復(fù)雜的、不易解決的問(wèn)題轉(zhuǎn)化成熟悉的、簡(jiǎn)單的、已經(jīng)解決問(wèn)題的思維策略。羅莎的倒水做法,盡管不符合一般經(jīng)濟(jì)型的節(jié)省操作,但卻真實(shí)反映了化歸思路的根本特征:把第二個(gè)場(chǎng)景問(wèn)題經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理,立刻就轉(zhuǎn)化成先前已經(jīng)解決的第一個(gè)問(wèn)題。人們?cè)谌粘W(xué)習(xí)和生活中所面臨的各種各樣的問(wèn)題解決,在很大程度上都依賴(lài)這種化歸策略,只不過(guò)表現(xiàn)形式有隱性和顯性之分,但它毫無(wú)疑問(wèn)是較為常見(jiàn)也是較為重要的思維方法。下面我們就用一個(gè)非常流行的數(shù)學(xué)游戲15點(diǎn)來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。
15點(diǎn)游戲的規(guī)則很簡(jiǎn)單:兩個(gè)游戲者甲、乙輪流從1,2,…9這九個(gè)數(shù)字中取數(shù),每次取一個(gè),誰(shuí)取的數(shù)中先出現(xiàn)和為15的三個(gè)數(shù)誰(shuí)勝。許多人在游戲時(shí)沒(méi)有進(jìn)行數(shù)學(xué)思考,只是隨意性地?cái)[放,這種想當(dāng)然的操作往往導(dǎo)致雙方輸贏也帶有隨機(jī)性。而若其中一方熟諳此道,那么他就會(huì)讓眾多不知內(nèi)情的參與者一次次敗北,贏得所謂“運(yùn)氣佳、手氣好”的贊譽(yù)。果真如此嗎?讓我們來(lái)揭開(kāi)其中的奧秘:請(qǐng)先來(lái)看前面的那個(gè)3×3的九宮格,里面已經(jīng)填上了1至9中的數(shù),必須注意到其中每一行每一列兩條對(duì)角線上的三數(shù)之和都為15,這就是著名的“三階幻方”。如果你有基本的觀察力和判斷力,那么你就能看出,這個(gè)15點(diǎn)游戲其實(shí)就是三階幻方的變形,是看誰(shuí)能先填好某行某列或某條對(duì)角線上的三個(gè)數(shù)而已。
對(duì)照這個(gè)圖形,你可以直觀地判斷莊家的應(yīng)對(duì)之策:如果莊家先選5,你選了7;接著莊家就選8,那你只能選2;那么為了防止你得到15,莊家就必須選6,那你又必須選1;但莊家選擇4,仍然得到了5+6+4—15;類(lèi)似地,只要莊家先選最中間的5,你只要無(wú)意中選中了某一邊的中間數(shù)1、7、9、3,那么莊家必勝無(wú)疑,操作步驟同上,大家不妨一試。
那如果讓你先選呢?首先可以肯定的是,僅憑運(yùn)氣隨機(jī)擺放的你,在絕大多數(shù)的情形下都會(huì)輸給心中有數(shù)的莊家,具體情況無(wú)須多言。即便假定你明白了其中玄機(jī),先選擇中間的5占得先手,那么莊家就會(huì)有意取某一角上的數(shù),這樣至少可以和你戰(zhàn)成平局。具體步驟示意如下:5(你)-8(莊)-6(你)-4(莊)-3(你)-1(莊)進(jìn)行到這一步,剩下來(lái)的7,2,9,無(wú)論如何安排,雙方只能平手。盡管實(shí)際操作次序可能有所變化,但結(jié)果不變。
現(xiàn)在你明白了吧?有時(shí)候許多游戲輸贏的砝碼,就取決于參與者對(duì)于游戲數(shù)學(xué)本質(zhì)的把握和了解的程度。一無(wú)所知者注定是被愚弄,失敗也是不可避免的。要想在游戲中成為贏家,那么你就必須熟練掌握一些數(shù)學(xué)知識(shí),并且在游戲中善于聯(lián)想轉(zhuǎn)化。在此例中一旦你將“15點(diǎn)游戲”問(wèn)題化歸成所謂“九宮格”填空問(wèn)題,自然能夠應(yīng)對(duì)自如,始終立于不敗之地。這個(gè)道理對(duì)于許多數(shù)學(xué)游戲同樣適用,希望大家能夠從中受到啟發(fā)并學(xué)會(huì)運(yùn)用。