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一道有趣的逻辑题 1

(2021-08-07 03:56:02) 下一个

 

在浩瀚的太平洋上,有一座孤独的小岛,那里有一个奇怪的部落,部落里有100个居民。他们知道自己眼睛的颜色只可能是红绿蓝中的一种。该部落信奉一种特殊的宗教,不允许知道自己眼睛的确切颜色,也不允许彼此探讨与眼睛颜色有关的话题,更不允许通过照镜子或观察水面等反射物了解自己眼睛的颜色。而且一旦某人知道了自己眼睛的颜色,他就要于当天的正午在部落中心当着所有居民的面拔刀自刎。

 

岛上居民智商很高,一个个都具有超强的逻辑推理能力。而且一旦通过某种蛛丝马迹推断出自己眼睛的颜色,必然会依从教规于当天正午在部落中心自刎。大家的视力都非常好,没有色盲色弱的问题。

 

岛上居民们安居乐业,岁月静好,一派祥和。不料有一天风雨交加,吹来了一个到此避风躲雨的外乡人。孤岛鲜有外人到访,岛上居民热情好客,竭尽所能招待了这位不速之客。

 

在告别酒宴上,客人由衷感谢大家给予的帮助,并且一时兴起,竟忘掉了岛上那条不许探讨眼睛颜色的规矩,当着所有人的面说:更让我惊讶的是,你们当中居然有红眼睛的人。这时众人表情错愕,外乡人知道自己失言了,内心愧疚,闷闷不乐离开了他感恩的小岛。

 

外乡人回想起当时的情景,其实岛上所有人的眼睛都是红色的,只是每个人都不知道自己眼睛的颜色,但都能看到另外99人的眼睛颜色,所以都知道岛上至少有99个红眼睛的人,而自己所说的话并未超出他们所知,丝毫没有给他们提供任何新的信息,因此内疚感减轻了不少。

 

想不到的是,在客人离开后的第一百天,岛上居民同时都在部落中心自杀了。

 

这实在出人意料,令人惋惜。外乡人异常悲痛,却始终想不明白其中的原委。

 

聪明的读者知道为什么吗?外乡人到底有没有提供岛民不知的信息?如果没有,他们为什么会在第一百天同时自杀?

 

 

 

这道逻辑题,由于出现在著名数学家陶哲轩的个人博客上而广为人知。在油管上李永乐老师为它做了一个视频,名为皇帝的新装,给了一个很好的解释。

 

我们先弄明白为什么他们会在第一百天的中午一起自杀。为此我们证明下面更一般的命题:

 

如果红眼睛的人有n个人,其中n是一个不超过一百的正整数,则所有n个红眼睛的人都会在第n天的中午在小岛的部落中心自杀。

 

证明:n=1时,那唯一的一个红眼人看到的都不是红眼人,当外乡人说有红眼人的时候,知道那个红眼人就是自己,因此第一天的中午就自杀了。

 

假设命题在n=k时是对的,我们证明命题在n=k+1时也是对的。随便选定一个红眼人,他能看到其他的k个红眼人。假设自己不是红眼人,那么部落里就只有k个红眼人,由归纳法假设,在第k天的中午这k个红眼人就会自杀。但是第k天到来的时候,他期望的事情没有发生,那说明了什么呢?说明自己的假设是错误的。换句话说,自己就是红眼人。于是隔天中午,也就是第k+1天中午他就要自杀了。证毕。

 

岛上居民确确实实知道他们之间有很多红眼睛的人,却能一直岁月静好,而当外乡人说出似乎没有任何新信息的一句话后,竟然会有如此惨烈的后果,这究竟是为什么?

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评论
charlie_us 回复 悄悄话 Very interesting.
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