漢諾塔

把整座塔搬到右邊的柱子上:每次只能移動一個圓盤,大盤永遠不能壓在小盤上。挑戰完美的 2^n − 1 步!

漢諾塔玩法指南

漢諾塔是數學史上最著名的邏輯謎題:三根柱子,一座由大到小疊放的圓盤塔,以及一個看似簡單的任務——把整座塔在最遠的柱子上重建起來。它由法國數學家愛德華·盧卡斯於 1883 年發明,用三條小小的規則隱藏著優美的遞歸結構。任何人只要有點耐心都能解開四盤塔;八盤塔則需要真正的自律,因為每增加一個圓盤,完美解法的長度就翻一倍。本版本即時對比你的步數與數學最優值並記錄用時,完全在瀏覽器中執行,連線離線皆可。

遊戲目標

把整座圓盤塔從左柱搬到右柱(標有星號)。塔最終必須和開始時一模一樣——最大的盤在底、最小的在頂——只是換了一根柱子。最後一個圓盤落到右柱的那一刻你就獲勝;步數越少、用時越短,得分越高。完美意味著 2^n − 1 步:四盤 15 步,六盤 63 步,八盤 255 步。

開局佈置

三根柱子並排而立:左、中、右。所有圓盤以完美金字塔的形狀疊在左柱上。難度決定塔的高度——簡單 4 盤、中等 6 盤、困難 8 盤。中柱是你的工作區:沒有它謎題無解,學會使用它正是這款遊戲的全部藝術。步數計數器即時把你與最優解對照,計時器則讓你保持誠實。

規則

  • 每回合只能移動一個圓盤。沒有辦法同時搬動兩個盤——塔只能一片一片地移動。
  • 只有柱子最頂端的圓盤可以移動。壓在下面的圓盤在其上方全部搬走之前都動彈不得。
  • 圓盤永遠不能放在比它小的圓盤上。任何圓盤都可以放到空柱或更大的圓盤上——正是這唯一的限制讓謎題成為謎題。
  • 移動方法:點按來源柱提起其頂端圓盤,再點按目標柱放下。再次點按同一根柱子可把圓盤放回原處。鍵盤玩家可用 1、2、3 鍵對應左、中、右柱,按 U 悔棋。
  • 「悔棋」按鈕可撤銷上一步,需要的話可一路撤回開局。被撤銷的移動仍計入總步數,所以論得分,乾淨的計劃勝過反覆試錯。

獲勝

當所有圓盤在右柱組成完整的塔時你就獲勝。橫幅會把你的步數與最優步數並列顯示,讓你確切知道自己離完美有多近,得分也會提交到排行榜。塔建在中柱上不算獲勝——目標是右邊那根柱子,所以從第一步起就要想著終點。

64 枚金盤的傳說

盧卡斯為這個謎題配了一個絕妙的故事:在貝拿勒斯的一座大神廟裡,僧侶們守著插在三根鑽石針上的 64 枚金盤,晝夜不停地按同樣的規則每秒移動一盤。傳說當最後一枚金盤落定之時,世界就將終結。不必急著找地堡:2^64 − 1 步等於 18,446,744,073,709,551,615 步——按每秒一步計算,僧侶們大約需要 5,850 億年,約為宇宙目前年齡的四十倍。這個傳說流傳至今,因為它以最直觀的方式道出了謎題最深的啟示:指數增長快得超乎想像,每多一個圓盤,工作量就翻一番。

策略技巧

  • 遞歸地思考。要把 n 盤塔移到右邊:先把頂上的 n−1 個盤移到中柱,再把最大的盤搬到右柱,最後把那座 n−1 塔疊回它上面。無論多高的漢諾塔,都只是這一個思想的反覆運用。
  • 盯住最小的圓盤去了哪裡。完美解法中最小盤每隔一步就動一次,而且始終朝同一方向轉圈——盤數為偶數時(這裡三個難度都是),它按左 → 中 → 右 → 左的順序循環。
  • 交替移動。最優解嚴格交替進行:先動最小盤,然後走唯一另一種合法著法,再動最小盤。如果你連續兩次移動同一個盤,就已經浪費了一步。
  • 別讓大盤走回頭路。完美一局中最大盤恰好移動一次,第二大盤恰好兩次。如果某個大盤來回折返,說明計劃出了岔子——悔棋並重新整理思路。
  • 在簡單模式學習,在困難模式奪牌。四個盤(15 步)一分鐘就能教會你完整套路。同樣的節奏——沒有任何新招——63 步解六盤、255 步解八盤。速度來自節奏,而不是匆忙。

常見問題

得分如何計算?

得分 = 10,000 − 已用秒數 −(你的步數 − 最優步數)× 10,最低 1 分,上限 99,999。每浪費一步扣 10 分,每秒扣 1 分,所以準確性大約比單純的速度重要十倍。完美且瞬間完成可得 10,000 分。完成塔時得分即提交,登入後每個難度的最佳成績會顯示在排行榜上。

最少需要多少步?

n 個盤恰好需要 2^n − 1 步——簡單(4 盤)15 步,中等(6 盤)63 步,困難(8 盤)255 步。這是經過證明的數學下限:最大盤只有在 n−1 個較小盤全部停在同一根備用柱上時才能移動,而那本身在之前和之後各至少需要 2^(n−1) − 1 步。整局遊戲中,步數計數器都會把這個最優值顯示在你的步數旁邊。

難度會改變甚麼?

只改變圓盤數量:簡單 4 個,中等 6 個,困難 8 個。規則從不改變。劇烈變化的是完美解法的長度——每多一盤就翻倍加一——以及在不浪費步數的前提下記住自己在套路中位置所需的專注力。

64 枚金盤的神廟故事是真的嗎?

那是謎題發明者盧卡斯本人在 1883 年發售時寫的宣傳傳說——世上並沒有那座神廟。但其中的算術是真的:移動 64 個盤需要 2^64 − 1 步,按每秒一步約需 5,850 億年。這個故事歷久不衰,因為它是有史以來附在玩具上的關於指數增長最生動的例證。

離線能玩嗎?

能。頁面載入完成後,柱子、走法驗證、計數器和計時器全部在瀏覽器中本地執行,無需網絡連線。離線取得的成績會儲存在裝置上,下次連線且已登入時自動上傳。