李錦泰

Dots and Boxes 遊戲又名 Boxes、Squares、Paddocks、Square-it Dots and Dashes、Dots、Smart Dots、Dot Boxing、The Dot Game、Game of dots、Dot to dot grid、Pigs in a pea等,中文名稱我將其譯作點格遊戲,是法國數學家弗朗索瓦‧愛德華‧阿納托利‧盧卡斯(François Édouard Anatole Lucas)在1891 年推出的一款二人遊戲,可只用筆和紙來玩,或到遊戲店購買,亦可以自做。盧卡斯除對數論若干問題作出頁獻外,對數學遊戲也甚有研究,他用二進制解決九連環遊戲,河內塔(Tower of Hanoi)遊戲也是他發明的。

玩點格遊戲,可在紙上畫一個點格網絡,大小不限,可以是 1X1格、2X2格、3X3 格等。1X1格有4 個點可連4 條線,2X2格有9 個點可連12條線,3X3有16個點可連24條線。然後二人輪流用直線連接相鄰兩個點,橫或豎均可,但不能斜連;當一人連上第四條線圍出正方形時,那正方形就屬於他(她),有時會一次圍出兩個正方形,當然也全歸於他(她),並在格內寫上他(她)的代號。不過當圍出正方形後,就給奬勵多連線一次。在遊戲時,當遇到已畫有3 條線的格子,玩者不一定要去連第四條線以做成四方形。當玩至沒有線可連時遊戲結束,拿到多正方形格的一方勝。

2X2點格遊戲較為適合初學者,5X5點格遊戲就給專家玩或作學術研究好了。



                                     1X1 格點網絡、2X2格點網絡、3X3格點網絡

其實點格網絡不一定是正方形的,可以是長方形 mXn 點格網絡,此時的點數是 〔(m+1)(n+1)〕,線數是〔(m+1)n + m(n+1)〕。就以 3X2 格為例,有12個點和17條連線。



             3X2格點網絡

現在我用 Elwyn R. Berlekamp, John H. Conway, Richard K. Guy 合著的書 Winning Ways for Your Mathematical Plays , Volume 3 第十六章 Dots-and-Boxes 中的一個例子(第541–543頁)來說明這遊戲的玩法和策略。

A 與B對玩,A先開始,至第13著時,A 被迫連一直線給B 獲取兩個方格,然後第15著時,A連取3格,最後A負3:6。

遊戲過程中通常會出現幾條鏈(Chain),即由兩個以上方格連成的區域,玩者都要盡力爭取最長的鏈,於是鏈就成了大家的角力戰場,要爭奪和控制。


玩者B是個高手,若A 與B 對調位置,到第13著時,B 也要給A 送上兩格,但第15著時B祇取一個方格,然後做個犧牲(sacrifice),連線做出一個有兩格的心硬空長方形(hard-hearted handout),A取兩格後就要為B開鏈,於是其餘方格就送給B了。結果B勝5:4。


至於這遊戲有無必勝的方法?對於1X1點格遊戲來說,先行者必負。



而2X2點格遊戲和3X3點格遊戲的勝負問題,台灣縣立三民高中生許展豪、蔡碩文、黃柏凱的文章《探討線棋必勝方法》有詳細分析。大衛‧威爾遜(David Wilson)於2010年給出4X4點格遊戲的解,Joseph K Barker 和 Richard E Korf 就利用Alpha-Beta minimax 計算機分析檢查,亦得到 5X5點格遊戲的若干結果。

我很喜歡這個遊戲,因為遊戲規則少,簡單易玩,而且教會你有時要作出少少犧牲才能換取勝利。我以前曾用厚硬板紙做個一套作為課外活動和學生玩,挺有趣呢。專家們說過玩新的遊戲可以刺激腦部活動,阻延老人痴呆症的出現。大家就和另一半拿起筆來,玩過痛快吧。

參考資料

(1) 《探討線棋必勝方法》,許展豪、蔡碩文、黃柏凱
http://www.shs.edu.tw/works/essay/2008/03/2008032716514061.pdf

(2)Dot-and-Boxed Analysis Index, David Wilson
wilson.engr.wisc.edu/boxes

(3)Solving Dots-And-Boxes, Joseph K. Barker and Richard E.Korf
https://www.aaai.org/ocs/index.php/AAAI/AAAI12/paper/viewFile/5126/5218

(4) Winning Ways For Your Mathematical Plays, Vol. 3, 2003 ed., Elwyn R. Berlekamp, John H. Conway, Richard K. Guy, pp541–543

 

back to Newsletter front page