エイト・クィーン問題                   戻る

 チェスには、キング・クィーン・ビショップ・ナイト・ルーク・ポーンの駒があり、日本の将棋に似
ている。ただ、違いは、日本の将棋盤が9×9なのに対して、チェス盤は8×8で少し狭い。
また、将棋は、相手の駒をとった場合、今度は味方の駒として自由に使えるのに対して、チェ
スの場合は、盤上から取り去られた駒は、2度と使えない。だから、将棋の場合、相手・味方
ともに、色の区別がない駒なのに、チェスはしっかり白黒の区別がつけられている。
 チェスの駒の働きを、将棋の駒の働きでみてみよう。

チェスの駒 キング クィーン ビショップ ナイト ルーク ポーン
将棋の駒 王将 飛車と角行 角行 桂馬に似ている 飛車 歩に似ている

 チェス盤において、8個のクィーンを、お互いの利き筋には、どのクィーンもないように配置す
る問題を、エイト・クィーン問題という。92通りの配置方法のあることが知られている。
エイト・クィーン問題の配置の一つ  試行錯誤を繰り返して、ようやく、左のような配置図を得た。
 (正直に告白すると、30分ほどかかってしまった。もっと、効率的に求
 める方法があったら、是非お教えください。)
 (参考文献:岡本 茂 監修 大島邦夫 堀本勝久 著
     最新2002−’03年版パソコン用語事典(技術評論社))



同じような問題が、ビショップとかルークについても考えられる。
ビショップの配置  ビショップの場合、そのように配置できる駒の数は、14個で、例えば、
 1つの例として、左図のようにおけばよい。また、配置の仕方は、7個
 のビショップを黒地だけに配置する方法の数の2乗に等しい。
  また、8個のルークを、互いの利き筋にないように配置するのは、
 8!=40320通りの方法がある。
 (参考文献:ゲリファント 他著 大門盛宏・日野寛三 訳
                     数列・組合せ・極限  (東京図書))

(追記) 塾生の諸君に、この問題について考えてもらったら、次のような配置を短時間で得る
ことが出来た。若い感性の素晴らしさに感動しました。脱帽です...f(^_^)。

  T.K 君    高杉吉博 君  諏訪部恭平 君  府川武史 君
 
横尾良輔 君    A.M 君     T.K 君
           (A.M 君のものは、偶然にも私の見つけたものと同じでした!)

(追記part2)新種が塾生達によって発見されましたので報告します。

 
川口直人 君  小泉晃一 君  杉山 聡 君

 更なる発見を塾生たち諸君に期待します。全種発見まであと 82 種類です!

(エイト・クィーン問題解決のためのプログラム)

 上記のように、いちいち絵を描いていては大変なので、数学的に処理する方法を考えよう。
8×8=64マスのどれかにクィーンを置くとき、縦・横・斜めのラインには、もう別のクィーンを
置くことはできない。この事実を、次のように数式処理する。

 例えば、m行n列目にクィーンを置くとき、縦・横・斜めのラインには、固有な数が対応する。

即ち、      : 横のライン (1≦m≦8)
          : 縦のライン (1≦n≦8)
    m+n−1 : 右上がりの斜めのライン (1≦m+n−1≦15)
    m−n+8 : 左下がりの斜めのライン (1≦m−n+8≦15)

 この4つの数は、一つのクィーンに対して、ただ一つ定まる数である。従って、別なクィーン
を置いて、4つの数を求めたとき、そのどれかがそれ以前の対応するラインを表す数と一致
するものがある場合、その場所にクィーンを置くことは不可能であると判断される。

(成功例) (失敗例)
m+n−1 m−n+8
10
10
12
13
11 12
m+n−1 m−n+8
10
11
10
12
15
 縦の列に、同じ数字がないので、全
てのラインは重複しない。
従って、これは、エイト・クィーン問題の
一つの解を与える。
 8行8列目に最後のクィーンを置こう
としても、既にその右下がりのラインが
使われてしまっているので、置くことが
できない。

 この考えを用いて、いくつかの場合を検証してみよう。
m+n−1、m−n+8 の計算は、表計算ソフトを使えば簡単に求まる。ここでは、Excel を利
用して、エイト・クィーン問題の解を拾い上げる方法を述べる。

 1行目にクィーンを置く可能性は、8通りある。今、1行1列目に1番目のクィーンを置くとする。
このとき、2行目にクィーンを置く可能性は6通りある。今、2行3、4列目に2番目のクィーンを
置くとすると、3行目のどこにクィーンを置いても失敗することが分かるので、2行5列目に2番
目のクィーンを置くとする。3行目にクィーンを置く可能性は3通りある。今、3行2、7列目に3
番目のクィーンを置くとすると、4行目のどこにクィーンを置いても失敗することが分かるので、
3行8列目に3番目のクィーンを置くとする。4行目にクィーンを置く可能性は2通りある。今、4
行2列目に4番目のクィーンを置くとすると失敗するので、4行6列目に4番目のクィーンを置く
とする。 n の残りの値は、2、3、4、7 で、この順列の数は、24通りある。Excelを用いて、こ
の全ての場合を調べると、(m,n)=(5,3)、(6,7)、(7,2)、(8,4)について、条件を満た
すことが分かる。(これは、まさしく上記の左側の場合である。)

 このように、多少時間はかかるが、単に機械的な計算なので、92種類のパターンを得ること
は容易に出来ると思う。(全92種類のパターンを知りたい方は、こちらをクリック!)

(参考文献:野崎昭弘 著 コンピューターのセンス(数学セミナー’93−8 (日本評論社)))

(追伸)上記プログラムで検証の結果、今まで得られたパターンの中に誤りが発見されました。
   本文を修正しましたので、ご了承下さい。