番外特刊一:刘教授妙谈围棋群论许同学忘形平行地球 僧秋船问范昭道:“范哥,你刚才说到群论,还有全局强关联计算,这是怎么回事啊?” 龙和尚听到僧秋船的问话,也觉得新奇,看向范昭。范昭道:“这个事情,说起来话长了。”说着,范昭不自觉想到了穿越前二十一世纪的事情,一切是那么遥远,却清楚似乎在眼前。 二十一世纪,范昭还是许时今的时候,在大学期间,学校的一个角落有一个茶社,那是个围棋爱好者经常聚会下棋的地方。许时今也经常到那里去玩,那时许时今的标准定式就是要一壶最便宜的茶,然后在棋盘前泡上几个小时。有一次,他遇到了一位高人。这位高人之所以“高”,倒不是棋有多高,而是他是一位教授,而且在和许时今下完棋之后,发表了一番高论,令许时今一直难忘。 教授姓刘,是谦和长者,棋力有业余5段,第一次和许时今下棋,就完美攻杀了许时今的一条大龙。许时今震惊之余,虚心向刘教授请教。于是,刘教授和许时今开始了长谈,长谈的内容涉及到高等数学“群论”在围棋中的应用。许时今知道群论,这是抽象数学中的一个分支。出于专业需要,许时今接触过群论,印象中这是在研究分子轨道中使用的一种数学工具。但是围棋和群论这两种事情真能联系到一起吗?许时今对这个问题充满了好奇。 许:“教授,您说围棋的计算和群论有关,请您详细讲讲。” 刘:“经过我的研究,其实围棋的计算过程可以用群论来推导。小许,你告诉我围棋做眼的实质是什么?” 许时今:“教授,您好象在问一加一为什么等于二,围棋哥德巴赫猜想吗!” 刘教授:“这是很基本的理论问题,你不理解这个,没法达到高级境界。” 许时今:“好吧,做眼不就是拥有一口永恒的气吗?” 刘教授:“你学过群论吧,你是天体物理专业,应该学过吧?” 许时今:“学过。” 刘教授:“还记得定义吗?” 许时今:“群的概念是,对于一个非空集合,定义一个二元计算,要符合封闭性,结合律,存在单位元和逆元,非空集合就是一个群,不存在逆元就是半群。通俗的讲,封闭性就是任何两个元素的运算结果还是在集合中;结合律就是运算次序的变化,参考加法的结合律;单位元是任何元素与单位元运算结果不变,类似于任何数乘以1还是原来的数,那么1就是单位元;逆元类似于倒数的概念,一个元素乘以逆元,等于单位元。” 刘教授:“不错。咱们慢慢来,先看群元素,群元素就是围棋盘上一个构型,这个群有3的361次方的群元素。围棋每一个构型都是群元素,每下一着棋看做一次群乘法。下一步或者多步的结果仍然是一个构型,仍在空间内,所以这个群是封闭的。” 许时今:“这个是当然。3的361次方个元素的有限群?这和无限群也差不多了!好吧。那么群乘法呢?” 刘教授:“群乘法的定义就是:这样的构型: 加上这样的构型: 等于这样的构型。” 刘教授:“下面看结合律。” 许时今:“结合律可以吗?如果考虑提子的话?比如这个构型 加上这个 不等于 而是 这样,假设 a: b: c: 三个构型做乘法次序可以交换吗?” 刘教授:“可以,都是这个。” d: “那么下面是单位元,对任意构型a,满足。 称为单位元,也称幺元,很容易看出空枰是单位元。” 许时今:“逆元呢?一个构型和什么构型乘法后得到空枰?” 刘教授:“没有逆元,是一个半群。围棋是一个半群!” 范昭回忆到此,把刘教授的话原样照搬讲了一遍,僧秋船哪里听得懂这些,大感头疼。 范昭看向梅儿,梅儿也听得晕晕的。 范昭看向龙和尚,龙和尚微笑不语。 梅儿终于忍不住问道:“范哥哥,你说的这些到底有什么用啊?” 范昭对梅儿道:“先要知道构型这个概念,但是构型不等于下棋,下棋是构型的变换,但是这个变换并不是任意的,而是有方向的。也就是说,构型是往棋子增加的方向发展的。既然群元素变换有方向,就某一个构型而言,就存在一个剩余构型的概念。” 梅儿道:“剩余构型就是在一个具体某构型基础上,继续发展能够构成的构型吗?” 范昭答道:“是,或者用术语说,就是就一个具体群元素,下棋时可能构成的其他构型定义为剩余构型。” 梅儿迷惑道:“范哥哥说的话我没听懂。”范昭道:“先不管这些了,先说下棋,下棋就是下棋是只增加一个棋子的群乘法。”梅儿歪头想了想,点点头,表示听懂了。 范昭继续兜售刘教授的理论:“围棋的每个格点上都有三种可能状态。或者叫三种可能的量子态,如果构成了一个眼,那么这个格子的量子态数量就改变了。也就是说,实际上做眼就等于改变了相关格点的量子态数,由3变到2了。 广义上讲,下棋就是构型,就是改变尽量多格点的量子态,吃掉对方棋子就是一次量子态的改变。那么算路这个事情用群理论的语言说就是对于一个构型,双方按照具有临界性质的涨落的原则进行群乘法,所得的结果在逻辑上等价。” 范昭滔滔不绝,卖弄起来:“对于一个死活问题,如果有明确结论的话,即使变化很多,双方着法正确,结论也是不变的。无数经验早证明了这点。当然我们现在说这些还是想