• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.发展历程
  • 4.玩法介绍
  • 5.相关信息
  • 6.程序实现
  • 7.荣誉奖项
  • 8.参考资料

汉诺塔

2
益智玩具

汉诺塔(Tower of Hanoi),又称河内塔,是一个源于印度古老传说的益智玩具,由法国数学家爱德华·卢卡斯于1883年发明1

汉诺塔的玩法是将一个木桩上的圆盘转移到另外一个木桩。移动规则:1、一次只能移动一个圆盘;2、每个桩上只有最顶层的圆盘可以移动,并且所移动的圆盘只能移到空木桩上或者它要比木桩顶层已存在的圆盘小。也就是说,您不能将大圆盘置于小圆盘之上。常见的汉诺塔n=6~10,完成转移需要2n-1步1

2023年3月,中国厦门市的8岁男孩郭弘奕,以单手成功完成4层汉诺塔,用时4.305秒。经世界纪录认证(WRCA)官方审核,郭弘奕成功打破“最快时间完成4层汉诺塔(单手)”世界纪录,并颁发WRCA世界纪录认证证书,载入WRCA世界纪录全球数据库2

基本信息

  • 中文名

    汉诺塔

  • 外文名

    Tower of Hanoi3

  • 分类

    益智玩具

  • 起源

    印度

  • 发明人

    爱德华·卢卡斯1

  • 发明时间

    1883年1

  • 别名

    河内塔

发展历程

名字由来

法国数学家爱德华·卢卡斯曾编写过一个印度的古老传说:在世界中心贝拿勒斯(在印度北部)的圣庙里,一块黄铜板上插着三根宝石针。印度教的主神梵天在创造世界的时候,在其中一根针上从下到上地穿好了由大到小的64片金片,这就是所谓的汉诺塔。不论白天黑夜,总有一个僧侣在按照下面的法则移动这些金片:一次只移动一片,不管在哪根针上,小片必须在大片上面。僧侣们预言,当所有的金片都从梵天穿好的那根针上移到另外一根针上时,世界就将在一声霹雳中消灭,而梵塔、庙宇和众生也都将同归于尽。

不管这个传说的可信度有多大,如果考虑一下把64片金片,由一根针上移到另一根针上,并且始终保持上小下大的顺序。这需要多少次移动呢?这里需要递归的方法。假设有n片,移动次数是f(n).显然f(1)=1,f(2)=3,f(3)=7,且f(k+1)=2*f(k)+1。此后不难证明f(n)=2^n-1。n=64时,

假如每秒钟一次,共需多长时间呢?一个平年365天有31536000 秒,闰年366天有31622400秒,平均每年31556952秒,计算一下:

汉诺塔

18446744073709551615秒

这表明移完这些金片需要5845.54亿年以上,而地球存在至今不过45亿年,太阳系的预期寿命据说也就是数百亿年。真的过了5845.54亿年,不说太阳系和银河系,至少地球上的一切生命,连同梵塔、庙宇等,都早已经灰飞烟灭。

印度传说

和汉诺塔故事相似的,还有另外一个印度传说:舍罕王打算奖赏国际象棋的发明人──宰相西萨·班·达依尔。国王问他想要什么,他对国王说:“陛下,请您在这张棋盘的第1个小格里赏给我一粒麦子,在第2个小格里给2粒,第3个小格给4粒,以后每一小格都比前一小格加一倍。请您把这样摆满棋盘上所有64格的麦粒,都赏给您的仆人吧!”国王觉得这个要求太容易满足了,就命令给他这些麦粒。当人们把一袋一袋的麦子搬来开始计数时,国王才发现:就是把全印度甚至全世界的麦粒全拿来,也满足不了那位宰相的要求。

那么,宰相要求得到的麦粒到底有多少呢?总数为

1+2+2^2 + … +2^63=2^64-1

等于移完汉诺塔所需的步骤数。我们已经知道这个数字有多么大了。人们估计,全世界两千年也难以生产这么多麦子!

相关预言

有预言说,这件事完成时宇宙会在一瞬间闪电式毁灭。也有人相信婆罗门至今还在一刻不停地搬动着圆盘。

玩法介绍

最简单的汉诺塔是由三个木桩(塔)和n个具有一定大小梯度的圆盘构成。圆盘中心有孔,使它们能够从下往上依次由最大到最小的顺序堆叠在其中一个木桩(塔)上。

汉诺塔的玩法是将一个木桩上的圆盘转移到另外一个木桩。移动规则:1、一次只能移动一个圆盘;2、每个桩上只有最顶层的圆盘可以移动,并且所移动的圆盘只能移到空木桩上或者它要比木桩顶层已存在的圆盘小。也就是说,您不能将大圆盘置于小圆盘之上。常见的汉诺塔n=6~10,完成转移需要2n-1步1

相关信息