《數獨》(英文名:Number Place, 日文名:Sudoku)是一款益智類游戲,起源于1979年,由美國印第安納州的Howard Garns發明。1984年,游戲傳入日本,被命名為“Sudoku”,意為"單獨的數字"。
游戲要求玩家觀察一個9x9的宮格,根據已有數字進行推理,將剩余數字填入盤面,確保每行、每列和每個3x3的宮格都包含1到9之間的所有數字,且不重復。1984年,《數獨》在日本的月銷量超過60萬份。2005年后,美國、澳大利亞、克羅地亞等國的媒體也開始刊登《數獨》。2007年,全球范圍內60個國家的350多家報紙都有“每日數獨”欄目。2006年,第一屆世界數獨錦標賽在意大利舉行。
游戲玩法
《數獨》游戲開始時,在9x9的宮格中已經預填了一些數字。玩家需要根據已知數字和《數獨》游戲的規則,將1到9的數字填入空白格中,同時確保每行、每列和每個3x3小宮格內的數字不重復。
游戲盤面布局
《數獨》游戲盤面有9行、9列,共81格。盤面是個九宮,每個3x3的“宮”內有9個小格。游戲開始時,部分方格已經填上了數字,而其他方格為空白。
游戲規則
玩家需要將1到9的數字填入空白格中,并確保填入數字后,滿足以下三個條件:
若成功將9x9宮格中所有空白格都填入數字,且同時滿足以上3個條件,則游戲勝利。
若空白格填滿數字后,任意一行、一列或一個3x3小宮格中,出現1到9之間的重復數字,則游戲失敗。
游戲解法
初級解法
進階解法
游戲變體
除了經典模式之外,《數獨》發展出了諸多變體。2021年,北京市數獨運動協會發布的《全國數獨運動競賽規則(試行)》中提到的《數獨》變體就有殺手數獨、對角線數獨、不規則數獨、額外區域數獨、連續數獨、無馬數獨、乘積數獨、奇數數獨、窗口數獨等。
迷你數獨
“迷你數獨”與經典《數獨》遵循完全一樣的游戲規則,只是其盤面為6x6的宮格,而非經典《數獨》的9x9宮格。
殺手數獨
在經典《數獨》的基礎上,加入了“籠”的概念。“籠”,即宮格內用虛線劃出的區域。每個“籠”的左上角有一個數字。玩家填入數字時,需要保證每個“籠”內所有數字相加等于該籠左上角的數字,同時滿足經典《數獨》的規則,即每行、每列和每個3x3宮格內都要填入1到9之間不重復的數字。
對角線數獨
“對角線數獨”在經典《數獨》的基礎上,要求9x9宮格的兩條大對角線上的數字也必須包含1-9之間的數字,且不重復。
環狀數獨
“環狀數獨”的外觀是一個圓形網格,由9個環組成,每個環又分為9個區。每個分區需要填入數字0~9中的一個。在每個環中,數字不能重復出現,并且同一列中的數字也不能重復。
拼圖數獨
“拼圖數獨”的宮格被分割成不規則的形狀,由多個多邊形區域組成。在遵循經典《數獨》游戲規則的基礎上,“拼圖數獨”還要求每個區域中的數字不能重復。
歷史發展
游戲起源
《數獨》的起源可以追溯到18世紀,瑞士數學家萊昂哈德·歐拉發明的游戲"拉丁方塊"。該游戲由nxn的數字方陣組成,方陣的每一行、每一列的數字或字母都不重復。但“拉丁方塊”比“數獨”游戲少了一個關于“宮”的規則。
現代《數獨》游戲形式是美國印第安納州Connersville的自由拼圖發明者Howard Garns于1979年發明的。當時他創造了一個名為"Number Place"的拼圖,發表在《Dell Pencil Puzzles and Word Games》雜志上。該游戲因為要求將數字放在9x9網格的空白位置上而得名“Number Place”(放置數字)。
游戲發展
1984年,《數獨》游戲首次進入日本。日本游戲雜志《字謎通訊Nikoil》的編輯鍜治真起把它命名為“數獨”,意為“這個數字只能出現一次”,或“單獨的數字”,日語縮寫為“Sudoku”。鍜治真起也因此被譽為“數獨之父”。《字謎通訊Nikoil》雜志有一個特點,就是刊登的游戲題目幾乎都是讀者投稿。日本的智力游戲發燒友們爭先恐后地參與《數獨》游戲的出題投稿,Nikoli也將優秀的投稿人提拔為員工,這一模式也促進《數獨》發展壯大。
1997年,新西蘭法官韋恩古爾德在東京度假期間,偶然發現了《數獨》,并成為這款游戲的忠實愛好者。他花費六年的時間開發了一個能夠生成《數獨》謎題的計算機程序:Pappocom。這個《數獨》計算機軟件售價14.95美元,能生成難易程度不同的《數獨》題目。這一軟件的出現,促使《數獨》的影響力進一步擴大。
發展現狀
2004年,《泰晤士報》開始刊登《數獨》謎題。同年,美國新罕布什爾州的《康威每日太陽報》也推出了《數獨》版面。后來,《數獨》陸續登上各大國際媒體,逐漸風靡全球。2006年,第一屆國際數獨錦標賽在意大利成功舉辦,證明了《數獨》作為智力競技的潛力。國際數獨錦標賽每年一屆,至2023年,已成功舉辦了16屆(期間,2020年與2021年的比賽,因新冠疫情取消)。
2012年8月,北京市數獨運動協會成立,它也是世界智力謎題聯合會在中國推廣宣傳數獨的唯一代表機構。該機構負責研究制定國內數獨運動發展規劃、競賽規則、段位考試規則,推廣數獨運動,選拔和推薦國家隊隊員參加每年一屆的世界數獨錦標賽。2022年,還舉辦了“冬季奧林匹克運動會節拍”數獨線上比賽,吸引了近千名選手參賽。
游戲影響
2004年,《數獨》在英國《泰晤士報》上刊登后,兩周內就打破了報紙的零售紀錄。此后,《每日電訊》《衛報》等報刊紛紛效仿,《衛報》甚至在某天的專欄版上每一頁都刊登了《數獨》題。到了2005年,美國、澳大利亞、克羅地亞等國的媒體也開始刊登《數獨》。至2007年,全球60個國家的350多家報紙都有“每日數獨”欄目。
“數獨”的暢銷也體現在圖書市場。2005年,美國消費者購買了570萬本數獨圖書。2006年,《今日美國》評選的150部最佳暢銷書中有7部是關于“數獨”的。 Nielsen BookScan 報告,僅一周,美國的10本“數獨”書籍就售出4萬本。
2007年,《紐約時報》推測全球大約有8000萬數獨愛好者,數獨相關產品的銷售額估計已經超過2.5億美元。數獨軟件的推出擴大了其影響力。除了電腦端軟件,數獨游戲也推出了手機和其他手持終端可用的版本,甚至出現了掌上數獨游戲機、數獨游戲棋等產品。
數學研究
數獨游戲的“最小初盤”問題吸引了數學家們的注意。一個數獨游戲的初始盤面稱為“初盤”,而已經完成的數獨題目稱為“終盤”。數獨的“最小初盤”問題,即最少需要在初盤中給出多少個數字,才能確保該題有唯一解。德國數學家BertramFelgenhauer在2005年算出了數獨游戲的最大可能終盤數為6,670,903,752,021,072,936,960種。
2012年,數學家Gary McGuire和他在都柏林大學學院的團隊采用了數學中常用的窮舉方法,也就是“試錯法”,利用一套極為復雜的運算法則以及數億小時的“超級計算”,檢查了所有可能的有16個已知數的初盤,發現都沒有唯一解,以此證明了數獨游戲的“最小初盤”需要17個數字。整個計算過程耗費大量的時間和計算資源,但這種“打集合算法”在基因表達分析、計算機網絡和軟件測試等領域有重要的應用價值。
雖然結果令人印象深刻,數學家Gary McGuire等人已經證明《數獨》需要至少17個數字提示才能確保有唯一解,但關于為什么至少需要17個數字,至今仍沒有人能給出一個令人信服的解釋。
教育價值
玩數獨游戲對各個年齡段的人都有益處。Gamesver網站總結了16個數獨游戲給大腦與精神健康帶來的好處,例如,玩數獨可以改善專注力、增強記憶力、鍛煉演繹推理能力、提升分析能力、減緩智力衰退、預防老年癡呆、促進思維活躍、加強決策能力、降低壓力水平并帶來愉悅感,等等。《Hindustan Times》雜志也發表文章,提到過數獨游戲的益處。Patil Ashlesh等人使用fNIRS(功能近紅外光學成像技術)進行的《數獨任務中前額葉皮層的作用》研究表明,《數獨》可能可以用于涉及大腦前額葉皮層的神經精神障礙的認知改善訓練。Nicola Ferreira等人的《刺激認知的休閑活動、認知功能和老年性認知衰退之間的關系》研究表明,參與《數獨》或類似謎題游戲,有助于提升語法推理、空間工作記憶和情節記憶。
競技賽事
國際數獨錦標賽(World Sudoku Championship)
由世界智力謎題聯合會(World Puzzle Federation)組織的一年一度的國際智力游戲競賽,通常包括個人賽和團體賽兩種形式。來自全球各地的參賽選手需要在規定的時間內解決一系列《數獨》難題,包括經典數獨和一些變體。第一屆國際數獨錦標賽于2006年在意大利的盧卡舉辦。2013年,第八屆世界數獨錦標賽在中國北京舉行。此次比賽,來自中國的金策獲得了個人賽的冠軍。同時,中國也獲得了團體賽的冠軍。世界數獨錦標賽每年一屆,但2020年與2021年的比賽,因新冠疫情取消。至2023年,該賽事共舉辦16屆。
中國數獨錦標賽
由北京市數獨運動協會舉辦的每年一屆的全國性數獨賽事。北京市數獨運動協會是世界智力謎題聯合會在中國的唯一代表機構。參加國際數獨錦標賽的隊員也由中國數獨錦標賽選拔和推薦。除了中國數獨錦標賽,該協會還舉辦中國謎題錦標賽、中國數獨段位考試、北京市青少年數獨比賽、北京市中老年數獨比賽、全國青少年數獨比賽和全國大學生數獨挑戰賽。
游戲評價
數獨游戲的風靡離不開個人計算機的興起。因為幾乎所有數獨謎題都是由計算機生成的,該游戲的流行,可謂是時代的產物。文章還指出,數獨的一大魅力在于,它幾乎不會出現重復的謎題。由于其無盡的組合可能性,數獨謎題不會用盡,永遠為玩家提供無窮的挑戰。(紐約時報 評)
參考資料 >
數獨的歷史.Sudoku.com.2023-08-07
數獨游戲.Sudoku.com.2023-08-07
Do you sudoku?.economist.com.2023-08-07
數獨憑什么流行全球.三聯生活網.2023-08-07
WSC.Worldpuzzle.org.2023-08-07
唯余空白格.Sudoku.com.2023-08-07
唯一剩余格.Sudoku.com.2023-08-07
唯一候選數.Sudoku.com.2023-08-07
單元摒除法.有一個數獨.2023-08-12
[數獨進階技巧]區塊摒除法.CSDN.2023-08-12
數獨變體.搜狐.2023-08-07
全國數獨運動競賽規則(試行).北京市數獨運動協會.2023-08-12
殺手數獨簡單難度.Sudoku.com.2023-08-07
圓形數獨.Sgss8.2023-08-12
拼圖數獨.puzzle-jigsaw-sudoku.com.2023-08-12
鍜治真起:“數獨”之父,改變了世界的娛樂.nippon.com.2023-08-08
北京市數獨運動協會.北京市體育總會.2023-08-07
2022“冬奧節拍”數獨線上賽圓滿結束,近千人次腦力闖關喜迎冬奧.北京市體育總會 .2023-08-21
The empire of Sudoku.Market Place.2023-08-08
Sudoku puzzles are taking the world by storm.Deseret News.2023-08-08
The makers of sudoku have more in store .New York Times.2023-08-08
數獨游戲機.京東.2023-08-08
關于數獨的文化史和一些數學問題.搜狐.2023-08-08
Mathematicians Solve Minimum Sudoku Problem.MIT Technology Review.2023-08-08
數獨文章.Hindustan Times.2023-08-08
16 Ways Sudoku Can Be Good For Your Brain and Mental Health.gamesver.2023-08-08
the 8th world Sudoku Championship.World Puzzle Federation.2023-08-07
A few words about sudoku.New York Times.2023-08-08