Originalmente encontré esto en la sección “desafío para la mente” de la Academia Khan. Desde entonces lo he visto en la web bajo el nombre de “Blue Eyes” o “The Blue Foreheads Puzzle” (etc.). No puedo determinar la fuente original del rompecabezas simplemente buscando en Google, así que aquí lo llamaré …
El rompecabezas de los 100 lógicos
“Perfecto lógico” (n.): Una persona o entidad que puede observar cualquier situación y deducir instantáneamente de ella todo lo que se puede deducir.
Como parte de un experimento, un científico recoge a 100 de estos lógicos perfectos de las calles. El científico explica las siguientes reglas a los lógicos:
- ¿Cuál es el elemento químico no artificial más caro de la tabla periódica?
- ¿Hay alguna teoría reciente que no esté de acuerdo con la teoría del Big Bang?
- ¿Por qué es importante estudiar biología?
- ¿Cuáles son los mejores laboratorios de ciencias del mundo?
- ¿Por qué el cabello desarrolló un color rubio durante la evolución de la humanidad?
Mañana por la mañana, explica, cada uno de ustedes será ubicado en una habitación con las luces apagadas. Cada una de tus frentes contendrá un punto azul o nada en absoluto. Todas las mañanas prenderemos las luces de la habitación, y todas las noches las apagaremos. Cuando las luces estén encendidas, podrás ver la frente de cualquier otro lógico, excepto, por supuesto, el tuyo . Debe ser evidente que no debe comunicar ni transmitir ninguna información adicional a otros lógicos mientras esté en la habitación.
Su trabajo es este: si determina por la mañana que tiene un punto azul en la frente, debe abandonar la habitación a la mañana siguiente. Si determina que no tiene un punto, o simplemente no está seguro, debe permanecer en la habitación. El juego continuará hasta que todos los lógicos con un punto azul se hayan ido.
El científico hace una pausa, luego agrega: No le daremos información sobre cuántos puntos hay en total. Solo hay una restricción: al menos uno de ustedes debe tener un punto azul. Con esto, se va.
A la mañana siguiente, los lógicos están reunidos en la sala. Cuando las luces se encienden, cada lógico nota algo peculiar: cada frente a la vista contiene un punto azul.
¿Lo que pasa?
(Otra muy buena declaración de este problema se puede encontrar en xkcd’s Blue Eyes – A Logic Puzzle. Lea la sección de “respuesta” si está atascado – a una persona que trata de entender completamente el rompecabezas, casi no proporciona ninguna ventaja, que es una de las razones por las que este rompecabezas es tan difícil).
Responder
Pasan 100 días y noches, y ninguno de los lógicos se mueve. Luego, en la mañana del día 101, todos los lógicos se ponen de pie y salen arrastrando los pies.
Solución
Olvidando por un momento el caso de 100 puntos, imagina lo contrario: el caso donde solo hay 1 punto entre los 100 lógicos. En la mañana del primer día, el “lógico punteado” mira a su alrededor y solo ve frentes en blanco. Él sabe, sin embargo, que debe haber al menos un punto en el grupo. Como no puede verlo, debe estar en su propia frente. Así, en la mañana del día 2, él sale y el juego termina.
100 lógicos: 1 punto: 2 días
Ahora considere el caso donde hay 2 puntos. Llamemos a los lógicos punteados “L1” y “L2”. El primer día, L1 mira a su alrededor y ve otra frente punteada: la frente de L2. Por lo tanto, desde la perspectiva de L1 hay 2 posibilidades: una en la que L1 tiene un punto y otra en la que no. Si L1 no tiene un punto, solo hay 1 punto en total entre los lógicos. Si L1 tiene un punto, hay 2 puntos en total. L2, por supuesto, tiene la misma información.
Aquí está el truco: sabemos que si solo hay 1 punto, el juego termina en 2 días. Como L1 y L2 son lógicos perfectos, también saben que un juego de 1 punto lleva 2 días. Pero ni L1 ni L2 están seguros del número total de puntos al final del día 1, por lo que el juego no termina en 2 días. A partir de esto, L1 y L2 determinan que debe haber 2 puntos, y que el segundo punto debe estar en su propia frente. Así, tanto L1 como L2 se retiran la tercera mañana, y el juego termina.
100 lógicos: 2 puntos: 3 días
¿Ves el patrón? Ahora se puede convertir en una declaración inductiva formal. Supongamos que hay puntos A. Luego están los lógicos A que solo ven puntos A-1. Además, suponga que el resultado de “Días (A-1)” se puede determinar lógicamente, donde “Días” es una función que toma una cantidad de puntos X y genera la cantidad de días necesarios para finalizar un juego con X puntos. Dado que este resultado puede determinarse lógicamente, todos los lógicos perfectos lo saben. Por lo tanto, cuando el juego no termina en días (A-1), los lógicos A que ven los puntos A-1 saben que debe haber otro punto. Como no pueden verlo, este punto debe estar en su propia frente. Por lo tanto, el juego termina el día Días (A-1) +1, cuando todos los lógicos con puntos A se retiran.
100 lógicos: puntos A: días (A-1) +1 días
Y por inducción de A = 1 o 2
100 lógicos: 100 puntos: 101 días
Esta es la respuesta matemáticamente más rigurosa requerida para resolver un “rompecabezas lógico divertido” que he visto, y es por eso que lo puse aquí.
Apéndice
Cerca del final de escribir esto descubrí una variante aún más difícil del rompecabezas, “Alicia en la Convención de los lógicos”, que se describe aquí: rompecabezas de inducción