9.一般偶数方陣
一番やっかいなのが、6・10・14などの特別偶数以外の偶数方陣である。この中で作成に成功したものは、現段階では6方陣と10方陣のみとなっている。(このホームページを開設した直後に偶数方陣の一般的解法を発見した。12節参照。 その解法によれば、手作業でもすべての偶数方陣が作成可能である。)私が作ったプログラムでは、6方陣であれば1時間に2万個ぐらいは作成可能であるが、10方陣になると1個作るのに20分ぐらい要してしまう。14方陣になると、一晩走らせても1個もできなかった。22方陣になると、スーパーコンピュータでも1年で1個もできないかもしれない。後にプログラムは見てもらうことにして、6方陣の作成などについて考えてみよう。
私は、魔方陣をコンピュータに作らせるということを考えだした当初は、特殊種のアイデアしか持っていなかった。特殊種以外には種は存在しないとさえ思っていた。(非特殊種の存在の可能性に気がついたのは、数年も後のことである。存在の可能性に気がついた後でも、一般領域による魔方陣の作成は、パソコンの性能では無理ではないかと思っていた。)したがって、はじめの模索は特殊領域に限られていたのである。どの行列にも、対角線上にも1〜nまでの数字が1つずつはいる特殊種(当時は、単に種と呼んでいた。)を作成することに思考のすべてが注がれていた。
最初に作成したプログラムは、各升にアットランダムに数字を入れていき、縦横対角線上に同じ数字がある場合には、別の数字を入れのである。数字の入れ方によっては、すぐに息詰まってしまう。その場合には、最初からやり直すということを繰り返す。この方法で、4方陣と5方陣は簡単に作れたが、6方陣以降はコンピュータを一晩走らせても、1個も作成できなかった。分割コンパイルをして6方陣種を1万4千個も蓄えて、すべて組み合わせてもできなかった。ひっとすると6方陣種はすべて非生産的ではないのかという可能性も疑われた。
そこでプログラムを改良し、アットランダムに入れていくのではなくすべての場合を網羅して尽くすようにした。1から順に入れていき、すべての場合を調べるプログラムを作ったのである。そしてこのプログラムを走らせることによって、先の可能性が証明されたのである。6方陣種は特殊領域内においては、すべて非生産的であること、すなわち、特殊領域内においてはすべての種は自分と独立な種を1つも持たないことが証明されたのである。コンピュータは上の証明を1秒もかからずやってのけたのである。さらに、このプログラムによって7方陣と8方陣も作成可能となったのである。8方陣であっても一晩で数万個作成することができた。
プログラムの最大の特徴は、各升の同一構造性に着目し、自己再帰を複数(Nの2乗−1)回繰り返しして特殊種を求めていることである。したがって、10方陣を求める計算では100000次元ループを越えている。このような高次元ループを可能にしている方法こそが自己再帰の方法なのである。
しかし、このプログラムは8が限界であった。だからこのプログラムで作成することのできる魔方陣は、4・5・7・8方陣だけであった。6方陣や10方陣の作成のためには、さらに別の方法の模索が必要であった。
模索の結果気がついたのが非特殊領域の存在である。領域を一般まで拡張したプログラムによって、3・4・5・6・7・8・9・10の各方陣を作成できるようになった。そして次の予想も可能となった。一般領域内においては、すべての種は生産的である。すなわち、一般領域内のすべての種は一般領域内に自分と独立な種を持っている。
しかも6方陣以上では、自分と独立な種を少なくても数万個以上持っていそうなのである。10方陣では兆の単位を遙かに越えるのではないだろうか。それらをすべて組み合わせれば、6方陣においてさえ兆の単位を越えてしまう。4方陣では5248種類できる。ただし、対称変換などで合同なものが同一魔方陣に対して8個あるので、本質的に異なるものは656種類である。(このホームページを開設した直後に(99年5月中旬)、一般種よりさらに広い種領域が存在していることが分かった。縦横斜めの合計が、一致しない生産的種が存在しているのある。それまで入れると、880種類存在する。そして、880を越えることはないこと、すなわち880ですべて尽くされていることが、私の作ったプログラムによって証明された。第2節、第5節参照)
プログラムが作った6方陣と10方陣を紹介しよう。まず6方陣から。
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TUを合成して次の完成魔方陣ができる。
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次に10方陣について紹介しよう。
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TUを合成して
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