太空奥德赛黑石:谁能说说数学的中的对策论啊?

来源:百度文库 编辑:高考问答 时间:2024/04/30 00:33:31
听说可以用在高考的大小年上。

说来令人不信,在人们日常生活的游戏中,有时竟会萌发出数学思想的创新。让我们先来看一则中国古代赛马赌胜的故事:
早在战国的时候,中国就流行赛马赌胜的游戏。当时齐国的大将田忌就常常与齐国国君齐威王进行赛马,但每次比赛都是田忌输,齐威王赢。这是什么道理呢?原来田忌上、中、下三等马,齐威王也有上、中丁三等马,但田忌的三等马都分别比齐威王的三等马略差一些。田忌输得很不甘心,又想不出什么好的办法。这时候田忌的谋士孙膑就对田忌说,你再去与齐威王赛一次马,而且把赌注押得多一点,这一次我保证你能赢。田忌素来很信任孙膑,就又去邀齐威王赛马,并且押下了每场比赛一千两黄金的大赌注。比赛开始了,齐威王第一场就派出了它的上等马,田忌刚要派他的上等马去应战,孙膑却不让田忌派上等马,而让他派下等马去应战,结果自然是输了。第二场,齐威王派出中等马,孙膑则让田忌出上等马,结果赢回一场。到了第三场,齐威王只有下等马了。田忌则派出了中等马,结果又赢了一场。三场比赛结束,田忌先输一场,后赢两场,总计还是赢了一场,终于赢到了齐威王的一千两黄金。
上面这则故事虽然只是一个赛马赌胜的游戏,但其中蕴含的思想,却正是现代数学中对策论的萌芽。我们知道,对策论是现代应用数学的一个分支,它是一门关于斗争的学,主要是用数学方法来研究在竞争(包括战争、竞技、比赛等)中是否存在制胜对方的最优策略,并指示决策人,响采取最优行动,因此又称博弈论、游戏论或策略论。开始,对策论的研究仅限于日常生活中的一些游戏;以后在第二次世界大战期间,它又被广泛地应用于军事;直到1944年冯·诺伊曼和摩根斯特恩合著的《对策论和经济行为》一书问世,对策论才真正成为一门独立的学科。然而,人类认识的发展从来就不是间断的和偶发的,对策论基本思想的萌芽其实早在古代的兵法和游戏中就经常出现。其中最古老、最著名的例子,就要数我们前面讲述的这则赛马赌胜的故事了。
用现代对策论的术语来说,田忌与齐威王的那场赛马实际上是一个“二人有限零和对策”。首先,参加这个赛局的有两方,一方是田忌,一方是齐威王,所以称“二人策”;其次,田忌有马三等,齐威王也有马三等,双方各用哪一等马去对付对方的哪一等马,其策略个数是有限的,所以又称“有限对策”;最后,每场比赛赌注千金,输方要拿出一千两黄金,而赢方则得到一千两黄金,双方输赢之和恰等于零,所以又称“零和对策”。对于田忌来说,他虽然也有上、中、下三等马,但每等都比齐威王的差,明显地处于劣势的地位。在这样的情况下,如何找到一种最优的策略,使劣势变为优势,就成了田忌能否取胜的关键。就田忌一方而言,所有可能采取的策略一共有六种。如下表,设田忌的三等马为A、B、C,齐威王的三等马为a、b、c。)
(1)A-a,B-b,C-c(2)A-a,C-b,B-c(3)B-a,A-b,C-c(4)B-a,C-b,A-c
(5)C-a,B-b,A-c(6)C-a,A-b,B-c
很明显,在田忌所有可能采取的六个策略中,有五个都是要输的其中第(1)种输三千两黄金,第(2)(3)(4)(5)种各输一千两黄金只有一个策略,也即是第(6)种策略,才有可能取胜。而孙膑所采取的,正是这个唯一能取胜的策略。由于史书记载的简略,我们已无法得知孙膑关于这个问题的详细思索过程;但我们从他让田忌多下赌注这样有把握的话来看,则可知他对于双方形势的优劣消长,各种策略的利害得失,必然是经过了一番详细的分析和周密的思考的。详细地分析敌我情况,反复地研究各种对策,在所有可能采取的策略中选择一个利多弊少的最优策略,从而使劣势变为优势,最终取得胜利,这正是对策论的基本思想。当然,上面的这则故事只是“二人有限零和对策”的一个最简单的例子。但尽管如此,它仍不失为对策论思想在古代的最早的创造性运用;也惟其如此,才展现出人类数学知识从简单到复杂、从雏形到成熟的不断发展。