图埃-莫尔斯序列计算器
输入项数 N,工具按二进制 1 的个数的奇偶性生成图埃-莫尔斯序列并验证 Prouhet 分拆。
图埃-莫尔斯序列:t(n) 为 n 的二进制表示中 1 的个数的奇偶性(0,1,1,0,1,0,0,1,…)。它是按位取反序列、无立方词、Prouhet 分拆等众多结构的载体。
什么是图埃-莫尔斯序列计算器?

图埃-莫尔斯序列 t(n) 定义为 n 的二进制表示中 1 的个数的奇偶性:0, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 0, …。
它由 Axel Thue(1906,词的组合学研究奠基)与 Marston Morse(1921,动力系统)各自独立发现。
它是「自我生成」的典范:从 0 出发,每一步把已有串取反并拼接(0→01→0110→01101001→……)。
这个朴素的奇偶序列包含惊人的结构:它不含任何「xxx」形式的连续子串(立方自由)、把 0 到 2^m−1 按奇偶分成两组时两组的一阶幂和相等(Prouhet-Tarry-Escott 问题),甚至在公平分配、字符串算法与分形音乐中都有应用。
t(n) = s₂(n) mod 2(s₂(n) 为 n 的二进制数字和)
立方自由(无 xxx 子串)且自我生成:0 → 01 → 0110 → 01101001 → …
如何使用图埃-莫尔斯序列计算器
- 1
输入项数 N(8–256)。
- 2
点击「生成序列」,按每行 32 项显示 0/1 串。
- 3
统计 1 的密度——理论值恰为 0.5。
- 4
查看 Prouhet 分拆验证:前 2^m 项按奇偶分组的下标之和相等。
- 5
了解立方自由性质:任何「xxx」三连块都不出现。
计算示例
例 1前 16 项
0, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 0。对照二进制:0=0、1=1、2=10、3=11、4=100、5=101……1 的个数分别为 0,1,1,2,1,2,2,3,1,2,2,3,2,3,3,4,取奇偶即得序列。
例 2Prouhet 分拆(前 8 项)
t=0 的下标 {0,3,5,6} 之和 14;t=1 的下标 {1,2,4,7} 之和 14——两组完全相等!这就是 Prouhet-Tarry-Escott 问题的经典解:两组数的 k 阶幂和(k≤1)全部相等。
例 3自我生成
0 → 01 → 0110 → 01101001:每步是「本串 + 取反串」。第 m 步得到前 2^m 项,所以任意长度的前缀都能心算出来。
注意事项
t(n) 也可以用递归式 t(2n)=t(n)、t(2n+1)=1−t(n) 快速计算,无需逐位数 1。
立方自由比无平方(不含 xx)强得多:该序列包含大量「xx」形平方块,但永远没有三连块。
在公平分配问题中,按 t(n) 轮流把物品分给两人可使两人获得的总长(或总权值)几乎相等,比 ABBA 轮流更公平。
序列与谢尔宾斯基三角形、龙形曲线等分形同构——它是从一维到二维自相似的桥梁。
常见问题
参考资料
凯文内容作者Calcton 数学编辑组 口径审核Calcton 编辑组 交叉审核· 内容更新于 2026-09-15
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引用本页
GB/T 7714 格式
Calcton. 图埃-莫尔斯序列计算器[EB/OL]. https://www.calcton.com/thue-morse, 2026-09-15.
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参考来源与更新说明
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最后更新:2026-09-15。
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