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牛津大學入學面試:組隊選個顏色?背後的邏輯水深得很

如何順利入學牛津大學?別慌,選個顏色先。

最近,一位牛津大學的邏輯學教授釋出了一個入學面試問題,在各大平臺都引來了大批網友的圍觀和討論。

問題描述非常簡單:

這是一項雙人合作節目,兩位完全沒有見過面的參賽選手將各自待在一個完全封閉的房間中。

在一輪比賽中,參賽者有兩種可執行操作:

1、選擇結束比賽,並向比賽主持人說出一種顏色;

2、向另一位參賽者傳送一條資訊(內容隨意),接收者將在下一輪比賽前收到。

比賽回合數無限。當兩位參賽者在同一回合中都選擇結束比賽,並向比賽主持人說出同一顏色時,兩人都勝利。

反之,如果只有一人選擇結束比賽說出顏色,或兩人說出的顏色不同,則兩人一起失敗。

現在你是其中一位參賽者,怎麼才能贏?

無休止地“達成共識”

相信很多人都會首先想到:通過“傳送資訊”這一操作和隊友達成共識。

比如像這樣,第一輪向隊友傳送“我們在第三輪都宣佈紅色,並在第二輪互相確認一次”的訊息,之後就能自然而然地成功。

但想問題不能太 Naive,要是你們倆都在第一輪中向對方傳送了資訊呢?

如果心有靈犀一點,資訊內容碰巧是相同的,那麼倒是也能在第三輪獲得勝利(甚至連“第二輪確認”都算是走個過場了)。

但如果一個人表示“要宣佈紅色”,一個人表示“要宣佈藍色”呢?

你們或許就會各自眉頭一皺,並選擇:

1、都堅持自己的決定,然後陷入僵持。

2、都服從對方的決定,然後無限迴圈。

嗯…… 就像這條評論說的一樣,這本質上是一個“誰來從屬”的問題,必須有一方站出來打破這種無限制的“尋求共識”。

出題人教授則對此表示,在這個非常經典的邏輯謎題中,兩位參賽者,同時也是合作者之間存在著一種基本的對稱性。

具體來說,“在儘量短的回合中通過傳送資訊來與隊友達成共識”是看到這一謎題後的理所應當的想法。

而當雙方都基於這一邏輯去思考時,在同時接收和傳送資訊的規則下就很容易產生額外的“爭論”和“確認”回合。

打破“邏輯對稱性”

出題人教授提出了一種思路:使用“隨機性”來破這種“對稱性”。

最簡單的隨機小遊戲:丟硬幣。

而傳送的資訊內容就可以是這樣:

從現在開始,我打算每一輪都拋硬幣,正面是紅色的,反面是藍色的,並在下一回閤中向你告知我拋硬幣的結果。

如果你也這樣做,那麼我們應該很快就能在某個回合中拋到相同的一面,然後我們就可以在下一回合確認,然後在下下回閤中勝利。

把“誰來從屬”問題轉化為一個隨機概率問題,聽上去似乎可以打破那種“尋求共識”的迴圈,不過很快就有人指出了漏洞:

這種方法要實操,雙方得首先就硬幣正反對應“紅 / 藍色組合”達成共識,要是對方也基於這種邏輯,在同一輪中推薦了“綠 / 黃色組合“呢?

不過這位評論者認為隨機性策略還是有效的,只不過可以稍作修改:

拋硬幣,正面則在下一輪告知隊友“我要宣佈紅色請你確認”,反面則不做任何操作。

也就是說,他認為在這一謎題中,最重要的是保持“每一輪只有一人執行說話”。如果隊友也贊同這一邏輯,那麼很快就能結束比賽。

在面對這一謎題的真實入學測試中,還有一些面試者提出了這樣的思路:

當雙方選擇了不同顏色時,不追求隨機,而是全部採納 —— 將兩種顏色混合作為新的共識顏色。

出題人教授表示因缺思聽,但是紅 + 藍是紫色還是紫羅蘭色?你是打算採用混合光、混合顏料、還是 RGB 色來產生新顏色?

邏輯謎題還能測性格

這一謎題公佈之後,大批網友的熱烈討論裡誕生了不少有趣的思路。

比如有像這樣,將邏輯謎題轉化成了一個計算機模型:

將參賽者轉化為一個虛擬機器(VM),擁有元組(bool endGame, rgb agreed_color, string message),VM1 的這一訊息組將作為輸入傳送給 VM2。

而在真實的的牛津大學 25 分鐘入學面試中,出題人教授還通過這一謎題簡單地認識到了候選者們的不同個性。

比如一些候選者會遵循“領導者策略”,堅持說服對方的想法以和自己達成一致。

另一些則更傾向於“服從對方”,會首先發訊息表示“同意對方想要使用的任何顏色”。

還有一個有趣的結果是,在顏色的選擇上,有 2/3 的候選者會選擇紅色,緊接著是數量遠遠落後的藍色,其他的顏色諸如橙色,綠色,黃色和黑色非常少。

事實上,上述這一問題還有三個變體:

  • 1、交替傳送

兩名參賽者只能交替回合傳送資訊,一個回合中只能有一人傳送。

  • 2、碰撞問題

兩名參賽者如果在同一回合傳送資訊,則資訊產生碰撞,參賽者會知曉“傳送失敗”,但對方的資訊也因此無法收到。

  • 3、鴿鴿鴿子

兩名參賽者的房間離得相當遠,發信息得靠鴿子飛,所以要相當長的時間(或許是幾百幾千輪之後)之後才能收到。

針對原問題以及變體問題,你又有哪些新的解題思路?

參考連結:

[1]http://jdh.hamkins.org/coming-to-agreement-logic-puzzle/

[2]https://twitter.com/JDHamkins/status/1475088789701726208

[3]https://news.ycombinator.com/item?id=29707135