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【谜题】三灯与开关的对应关系求解

【问题】

有三个开关,分别能控制另一房间里的三盏灯的开关。操作开关时,并不能看到灯的明灭情况。问要如何知道三个开关与三盏灯的对应关系呢?

【分析】

开关只有“开”与“关”两个状态,对应灯的“明”与“灭”。但是,现在有三盏灯,想用两个状态区分三盏灯是不可能的。

从灯的角度来看,“明”与“灭”是灯的“相”,它俩只是“表相”,而灯可不止这两个“相”。灯由明转灭后,一段时间内还会有温度,“灭但有余热”这就是灯的第三种“相”,我称之为“残相”。因此,灯至少有三种“相”,足够我们区分三盏灯了。

【解答】

用 A、B、C 代表三个开关。打开 A 和 B,一段时间后关闭 B。

则 A 对应此时亮着的灯,B 对应灭但有余热的灯,C 对应灭着常温的灯。

【更多的想法】
上述分析解答我们只用到了灯由明转灭的残相,那是不是反过来可以利用由灭转明的残相呢?理论上是可行的——“明且温度较低”的灯是先打开的,“明且温度较高”的灯是后打开的。
听起来光区分就比“灭但有余热”要难,不是吗?而且这还需要假设一些前提:

  1. 打开灯后不会在短时间内达到上限温度;
  2. 灯的温度是均匀上升的,没有速率差异;
  3. 温度测量的精度要足以区分灯间的温度差
  4. ……

如果真的达到了这些条件,理论上就可以创造无限的“残相”,而且不止是“由明转灭”的“残相”是无限的,“由灭转明”的“残相”也是无限的。因此,可以确定无限组对应关系。