lightout（闪灯游戏探秘）

闪灯游戏探秘

闪灯游戏简介

闪灯游戏（Light Out）是一款十分古老的益智游戏，由美国数学家理查德·加伯特于1970年发明，并经过改良后于1978年被发售。游戏规则非常简单，玩家需要在黑白子灯上点击，一次可以翻转相邻的四盏灯泡，在有限的步数内翻转全部灯泡，即可获得胜利。看似简单的规则却蕴含着深奥的数学知识，同时也极具挑战性和趣味性，成为了人们心目中经典的益智游戏。

闪灯游戏规则

闪灯游戏规则简单而精妙。玩家需要在一个棋盘上翻转黑白相间的小灯泡，以达到目标状态。每次可以翻转相邻的四盏灯泡，翻转后原本黑色的变成白色，原本白色的变成黑色。如果能在有限步数内翻转全部的灯泡，即获得游戏胜利。那么问题来了，这个翻转规律其实是严格的数学模型吗？其实不然。有趣的是，每次翻转的影响每次仅适用影响到相邻4个灯泡，且盲目的翻转会把初始状态变为另一种状态，游戏的存在本身就不是严格的数学问题，而是一种趣味游戏。

闪灯游戏的模型及算法

闪灯游戏的模型及算法是包含数学和计算机技术知识的，让我们简单探讨一下。在闪灯游戏中，仅有两种状态，白灯和黑灯。我们可以用‘1’代表白灯状态，‘0’代表黑灯状态，表示为一个01矩阵。进一步利用矩阵相乘运算可以实现多步翻转的目标状态的计算。而盲目的枚举翻转次序会导致算法时间复杂度指数爆炸。现代计算机技术的发展使得利用人工智能算法（如深度学习、神经网络等）求解闪灯游戏成为了可能，同时也是流行的研究方向。在2018年，中国科技大学荣获国际计算机围棋比赛冠军，其背后的两大核心算法之一便是闪灯游戏求解、训练方法。

闪灯游戏在此后的近40年中一直是益智游戏中的经典代表。其所蕴含的深奥数学知识和趣味性，在一定程度上也成为了人们培养逻辑思维的一种手段。当然，以闪灯游戏之名发展出的软件产品和数学算法也让人们坐享其成。我们期待闪灯游戏在未来有更多的惊喜，也期待人们在玩闪灯游戏的同时多多思考，更加在集中精力的过程中开发逻辑思维，养成科学的思考习惯。