日経サイエンス

日経サイエンスは米国の科学雑誌「SCIENTIFIC AMERICAN」の日本版です。

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パズリングアドベンチャータイトル
難易度 ★★☆
双子の冒険 (2) 信用できない目撃者 デニス・シャシャ

算数程度の知識とひらめきがあれば解けます。ぜひ,挑戦を!
 
 クロエがラクロスの試合から帰宅すると,すぐに電話が鳴った。「オヘンリー巡査から呼び出しがかかった。信用できない目撃者がいるんだってさ」。双子の弟エリからの連絡だった。
 オヘンリー巡査は難事件に出くわすと,しばしば数学的センスに恵まれたこの12歳の双子の姉弟に助けを求めてくる。彼は2人に状況を説明するのに,あるパズルの歴史から話を始めた。
 「常に本当のことを言う人と,常に嘘をつく人が出てくる古典的なパズルがあるだろう」とオヘンリー巡査は話す。「彼らにいくつかの質問をして,どちらが嘘つきなのかを見分けたり,嘘つきがわからないままでも,ある事実を見つけるという問題だ」。
 「たとえば,古典的な嘘つきパズルの女王級の問題はこういうものだ。初めての土地で一本道をたどって歩いているとしよう。すると,道が2つに分かれた地点にさしかかり,そこを1人の兵士が警護している。ここから一方の道を進むと,平和的な人々の住む正直村に達し,食べ物を分けてもらえる。そこの村民は常に本当のことを言う。しかし,もう一方の道を進むと,常に嘘を言う人々が住む嘘つき村に着いて,殺されてしまうのだ。
 分かれ道に立つ兵士は,どちらか一方の村から派遣されているが,外見では判断できない。きみたちは,この兵士に“はい・いいえ”で答える質問を1つだけすることができ,その答えをもとに自分の運命を決めなくてはならない」。

ウォーミングアップ問題
 どんな質問をしたらいいだろう?

ウォーミングアップ問題の答え
 一方の道を指しながら,「この道はあなたの村に通じていますか?」と聞く。理由: まず,嘘つき村に通じる道を指していたとしよう。すると,兵士が嘘つきであってもなくても,答えは「いいえ」となる。また,正直村に通じる道を指していたとすると,兵士は必ず「はい」と答える。兵士が嘘つきか正直者かはわからないが,いずれにせよ,望みの村に行くことはできる。

image
GARY ZAMCHICK

 オヘンリーは続けた。「ただ,現実にはこんなことはあり得ない。嘘つきといっても,いつも嘘ばかり言うわけではなく,気まぐれに本当のことを言うこともある。こうなると厄介だ。さっきの問題の兵士が気まぐれな嘘つきだったとしたら,彼は自分の村に通じる道を教えるかもしれない。
 いま,兵士の一団がいて,1人だけが気まぐれな嘘つきで,残りは常に正直だとしよう。その場合は少なくとも3人の兵士にこれと同じ質問をすればよい。結果は多数決で決められる。
 私が困っているのはある犯罪に関することなんだ。捜査上の秘密だから,詳しいことを話すわけにはいかない。今のパズルにたとえて説明しよう。
 中が見えない箱の中に,ある物が1つ入っている。サイズは大か小,色は赤か緑,種類は靴か靴下だ。中の物を実際に見た人の証言を聞いて,箱に入っているものを当ててほしい。中を見た人は3人いるが,その中に気まぐれな嘘つきが1人交じっている可能性がある。残りの2人は正直だ」。

問1:はい・いいえで答えられる質問を1人当たり最大3回,合計で7回まですることができる(3人に3回はできない)。物体の大きさ・色・種類を特定できるだろうか?

 「次はもっと難問だ。箱の中を見た人は6人いる。その中に気まぐれな嘘つきが2人交じっている可能性がある。残りの人は正直だ」。

問2:はい・いいえ質問を1人最大2回できるとするなら,物体の大きさ・色・種類を特定できるだろうか?

問3:靴下には緑しかなく,靴には大きなサイズしかないとすれば,質問をどこまで簡単にできるだろう?

 
答えはこちらから
 

訳者 田中裕一(たなか・ゆういち)
アルティス・リサーチ代表。専門は計算機科学。
 

著者 Dennis E. Shasha
ニューヨーク大学クーラント研究所教授。
専門は計算機科学。
 
原題名
Lying Socks
(SCIENTIFIC AMERICANのウェブサイト
http://www.sciam.com/
より)
 

 
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