「2」→「3」→「4」→「2」→「3」→「4」
この順で確認していけば、遅くとも6日目には猫を確実に発見できる
……無理難題感。
猫は1日1回移動するのに、調べられる箱は1日1つだけ。
順番に調べたとしても、昨日調べた箱に猫が入れ違いで移動してくる可能性とか、まだ調べていない箱をずっと往復している可能性とか。
考え出したらキリがありません。
そんな永遠のイタチごっこに、解決策はあるのでしょうか?
意外と機械的な「猫の動き」
1日目に1の箱を開けて猫がいなかったとしても、猫は2の箱に隠れていて、翌日には1の箱に移動しているかもしれません。
1日目と2日目の両方とも1の箱を調べて見つからなかったとしても、猫が「3→2→1」と移動して、3日目には1の箱にいる可能性もあります。
少し考えてみても相当にやっかいな問題です。
ただ、突破口がないわけではありません。
具体的に言うと「箱を調べたが猫はいなかった」という情報自体が非常に大きな手がかりになります。
「猫がいる可能性のある箱」を限定できたわけですから。
そうです。見かけよりも「猫の動き」はかなり限定的です。
複雑な問題に対する3つの戦略
ここで、複雑な問題に対処するときの3つの戦略をご紹介します。
② 単純化
③ 場合分け
「仮定」は、たとえば最初に1の箱を開けてネコが見つからなかったとして、「では猫が2の箱に隠れていたとしたら?」と考えていくことです。
ですが今回の場合は箱が5つもあることから、すべての可能性を仮定して考えることはかなり難しいと言えるでしょう。
そこで役立つのが、2つ目の「単純化」です。
たとえば「もし箱が3つなら?」など、シンプルなパターンで考えてみることです。
この場合、どうなるでしょうか?
最適なのは、1日目に「2」の箱を確認することです。
そこに「猫がいなかった」場合、それは「猫は1か3のどちらかの箱に隠れている」ということがわかります。
なので2日目も「2」の箱を確認すれば、1日目に「1」もしくは「3」にいた猫が移動しているため、かならず見つけることができます。
箱が3つのときは簡単でした。
では箱が5つの場合はどうすればいいのでしょう。
複数の選択肢は、いくつかに「分ける」
ここで、3つ目の方法である「場合分け」をしてみます。
複数の可能性が考えられるときに、その可能性を「いくつかの場合に分けて考える」ことです。
今回の場合、猫が隠れられる箱は5つありますが、これを「場合分け」できないか考えてみましょう。
すると……
箱の選択肢は「偶数の箱」か「奇数の箱」かの、2パターンに分けられます。
場合分けすることで、考えるべき可能性がシンプルになります。
これなら「仮定」もしやすくなります。
では、それぞれのケースで対策を立てていきましょう。
1日目に猫が「偶数」の箱にいる場合
まずは、1日目に猫が「偶数」の箱にいると仮定して考えてみます。
猫は「2」か「4」にいるので、まずは「2」の箱を調べます。
「2」に猫がいる場合、ここで終了です。
「2」に猫がいない場合、猫は「4」に隠れています。
「3」の箱を調べます。
猫が「4」から「3」に移動した場合、ここで発見できます。
しかし猫が「4」から「5」に移動した場合は、見つかりません。
「4」の箱を調べます。
2日目も猫が見つからなかった場合、猫は「5」にいたということなので、3日目には「4」の箱にいます。
これで猫を見つけられました!
つまり猫が1日目に「偶数の箱(2か4)」に隠れている場合、
の順で箱を調べれば、遅くとも3日目には猫を確実に発見できます。
1日目に猫が「奇数」の箱にいる場合
さて次は、1日目に猫が「奇数」の箱にいる場合を考えてみます。
といっても、複雑な考察はいりません。
なぜなら、先ほどの「偶数の箱」に隠れている場合の戦略で、
の順で箱を調べて猫が見つからなかった場合(つまり猫が最初に「奇数」の箱にいた場合)、4日目に猫は「偶数の箱」にいるからです。
もし猫が1日目に偶数の箱に隠れていたなら、先ほどの戦略でかならず3日目までに見つけられます。
それなのに見つからなかった場合は、猫が1日目に隠れていたのは「奇数の箱(1か3か5)」だったということです。
その場合、3日目の確認終了時に猫が隠れているのも「奇数の箱(1か3か5)」のいずれかです。
「1日目:奇数の箱」→「2日目:偶数の箱」→「3日目:奇数の箱」と移動しているからです。
ということは4日目、猫は「偶数の箱(2か4)」に隠れています。
つまり、先ほどの「猫が偶数の箱にいる場合」と同じ戦略が使えます。
そこで、ここから再び、
と調べることで、遅くとも6日目には確実に猫を見つけられます。
これが、猫を確実に見つけられる戦略です。
なお、5つの箱は対称的であるため、順序は逆でも問題ありません。
「2」→「3」→「4」→「4」→「3」→「2」
「4」→「3」→「2」→「2」→「3」→「4」
「4」→「3」→「2」→「4」→「3」→「2」
よって、猫を確実に見つけるための探索手順は以上の4通りです。
「思考」のまとめ
やっかいではあれ、規則性があるからこそ、その穴を見抜ければ解ける問題でした。
そう考えると、現実世界の猫の方が何倍もやっかいですよね。
ちなみにこの問題は、Google、Microsoftといった世界的IT企業の採用試験でも出題されているそうです。
複雑な問題に取り組む仕事だからこそ、法則を見抜いてシンプルに考える力が求められるのかもしれませんね。
・複雑な問題に対処するときの基本「仮定・単純化・場合分け」を使って、まずはシンプルな場合から考えてみると糸口が見えてくる
(本稿は、『頭のいい人だけが解ける論理的思考問題』から一部抜粋した内容です。)
都内上場企業のWebマーケター。論理的思考問題を紹介する国内有数のブログ「明日は未来だ!」運営者
ブログの最高月間PVは70万超。解説のわかりやすさに定評があり、多くの企業、教育機関、テレビ局などから「ブログの内容を使わせてほしい」と連絡を受ける。29歳までフリーター生活をしていたが、同ブログがきっかけとなり広告代理店に入社。論理的思考問題で培った思考力を駆使してWebマーケティングを展開し、1日のWeb広告収入として当時は前例のなかった粗利1500万円を達成するなど活躍。3年間で個人利益1億円を上げた後、フリーランスとなり、企業のデジタル集客、市場分析、ターゲット設定、広告の制作や運用、セミナー主催など、マーケティング全般を支援する。2023年に現在の会社に入社。Webマーケティングに加えて新規事業開発にも携わりながら、成果を出している。本書が初の著書となる。