36 名军官问题
设有 6 种军衔和来自 6 个团的 36 名军官,能不能把他们排成 6×6 的队
列,使得每行每列里都有每种军衔的 1 名军官和每个团的 1 名军官呢?
这是 18 世纪瑞士数学家欧拉提出的一个趣味数学问题。它在统计学,尤其是在试验设计中有重要的影响。
为了易于说明,我们先考虑有 3 种军衔和来自 3 个团的 9 名军官。用 1、
2、3 分别表示 3 种军衔,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示 3 个不同的团,这时,相应的问题的解答是:
1 2 3
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
3 2 1
2 3 1
Ⅲ Ⅰ Ⅱ
Ⅱ Ⅲ Ⅰ
军衔阵列 团阵列
(1, Ⅰ) (2, Ⅱ) (3, Ⅲ)
(3, Ⅱ) (1, Ⅲ) (2, Ⅰ)
(2, Ⅲ) (3, Ⅰ) (1, Ⅱ)
上面军衔阵列和团阵列分别是由 3 个不同符号构成的 3 行 3 列的阵列(3
×3),其中每个符号在每行与每列恰好只出现一次,我们把这种阵列叫 3
阶拉丁方。而并置阵列中 32 个有序对都是不同的(即并置后,所有可能的 9 种情况都出现了),称军衔阵列和团阵列是正交拉丁方。
那么,36 名军官问题就成了:是否存在 6 阶正交拉丁方呢?欧拉曾猜想, 阶数为 4k+2(k 是正整数)的拉丁方,任何两个同阶的拉丁方都不是正交的。容易证明 2 阶拉丁方不正交。1901 年法国数学家 Tarry 用穷举法证明了不存在 6 阶正交拉丁方。直到 1959 年才有 3 位统计学家终于证明了,除了 2 阶和
6 阶外,其他情况都有解。欧拉的猜想中,除这两种情况外,其余都猜错了。
