4,九宮圖與幻方
A 縱橫圖(幻方)

公元前165年考古發掘中,出土了一具“太乙九宮占盤”,上麵繪有九宮等內容,公元前一世紀,洛書同我國漢代的《大戴禮》一(yi)書(shu)中(zhong)的(de)九(jiu)宮(gong)圖(tu)相(xiang)合(he)。所(suo)謂(wei)九(jiu)宮(gong),就(jiu)是(shi)將(jiang)一(yi)個(ge)正(zheng)方(fang)形(xing)用(yong)兩(liang)組(zu)與(yu)邊(bian)平(ping)行(xing)的(de)分(fen)割(ge)線(xian),每(mei)組(zu)兩(liang)條(tiao),分(fen)割(ge)成(cheng)的(de)九(jiu)個(ge)小(xiao)正(zheng)方(fang)格(ge)。每(mei)個(ge)小(xiao)方(fang)格(ge)分(fen)別(bie)填(tian)入(ru)從(cong)1到9這九個自然數中的其中一個,不同的方格填入的數不同,使得三橫行中每一橫行三個數的和(叫行和),三縱列中每一縱列三個數的和(叫列和),兩條對角線中每一條對角在線三個數的和(叫對角和)都相等,等於 15。簡而言之,縱橫圖(現稱幻方),就是橫、豎、斜(對角)各數之和都相等的正方格。
橫或豎的方格數目稱作幻方的階,橫、豎、斜(對角)各數之和稱作幻和,例如上圖是3階幻方,幻和是15。
每一個幻方可以旋轉、翻轉,得到8個不同的幻方,這8個算是同族幻方。三階幻方隻有1族8個。根據嚴德人先生研究,四階幻方至少有880族7040個。
這樣得到的圖就叫九宮圖,南宋數學家楊輝稱之為“縱橫圖”。這是洛書的現代表示法,傳播到西方以後被稱作幻方。
中國不僅擁用幻方的發明權,而且是對幻方進行深入研究的國家。南宋數學家楊輝(1127~1279)是世界係統研究幻方第一人,他編製幻方的方法成為經典。他一共編製了4階到10階的多種幻方,下圖是其中一部分。

楊輝研究構建幻方的成就領先世界數百年。這麼大量的計算,他使用的計算工具已經是算盤了。
B 幻方走向世界
我國的縱橫圖通過東南亞國家傳到印度、阿拉伯,再傳到西方。由於縱橫圖具有十分奇幻的特性,西方把它叫作Magic Square,翻譯成中文就是“幻方”或“魔方”。現在我們一般采用“幻方”這一術語,當然數碼也采用阿拉伯數字。
陝西曆史博物館二樓展廳陳列著一塊刻著印度——阿拉伯數碼的鐵板。它是1273年修建安西王府時,壓在房基下,作為避邪、防災的物品。這塊鐵板是“六階幻方”,一定程度上反映了阿拉伯數字傳入中國後的應用。

1307年,元武宗海山在張北縣始建元中都,與上都(內蒙古正藍旗)、大都(北京)並稱元朝三大都城。現存的元中都遺址位於今河北張家口張北縣城西北15公裏處,遺址中心大殿前殿中軸線三分之一處的地磚下,發現一塊青石板,上麵縱橫各6格,共36格。每格內有一組八思巴文數字,出土的也是“六階幻方”,其蘊含精妙的阿拉伯數字原理,避邪、防災,在古代被視為奇妙的神秘之物。

曆史上最早的四階幻方是在
印度發現的,印度人認為那是天神的手筆,被作為護身符。
西方有籍可查最早出現的幻方是德國著名畫家
丟勒(Albrecht Durer)。
丟勒於1514年所作的著名版畫《憂鬱》中有四階幻方。這個幻方常常被複製到金屬佩戴物上,作為人們用以驅邪除魔,消災避禍的護身符。
congluoshufaduandehuanfangzaishuqiannianhoudejintiangengjiashengjiangran,beichengweijuyouyonghengmeilideshuxuewenti。luoshubeishijiegongrenweizuheshuxuedebizu,tashizhonghuaminzuduirenleideweidagongxianzhiyi。
著名數學家費爾瑪、歐ou拉la都dou進jin行xing過guo幻huan方fang研yan究jiu,如ru今jin,幻huan方fang仍reng然ran是shi組zu合he數shu學xue的de研yan究jiu課ke題ti之zhi一yi,經jing過guo一yi代dai代dai數shu學xue家jia與yu數shu學xue愛ai好hao者zhe的de共gong同tong努nu力li,幻huan方fang與yu它ta的de變bian體ti所suo蘊yun含han的de各ge種zhong神shen奇qi的de科ke學xue性xing質zhi正zheng逐zhu步bu得de到dao揭jie示shi。目mu前qian,它ta已yi在zai組zu合he分fen析xi、實驗設計、圖論、數論、群、對策論、紡織、工藝美術、程序設計、人工智能等領域得到廣泛應用。
1977年,4階幻方還作為人類的特殊語言被
美國旅行者1號、2號飛船攜入太空,向廣袤的宇宙中可能存在的外星人傳達人類的文明信息與美好祝願!
5,魔方與數獨
A 九階魔方
許多古典數學遊戲已經有很多研究了。這裏隻介紹新近熱門的數字魔方與數獨。尤其是數獨已經從九宮圖神話發展成為民間智力遊戲。
用九個同樣的九宮格清空,拚接成9×9的正方形方格,共有81方格。每一九宮格在這裏就是小九宮,各個小九宮之間用粗線分開,根據位置依次編(序)號,如圖20。
取1~9的9個數字為1組共9組數字,填滿81個方格,使得滿足3個條件:
⑴每一行都是1~9的不同數字,沒有重複數字;
⑵每一列都是1~9的不同數字,沒有重複數字;
⑶每一個小九宮都是1~9的不同數字,沒有重複數字。
滿足這3個條件,就是九階數字魔方。這是構成九階數字魔方的充分必要條件。如下圖也是數字魔方。(這裏保留了三階幻方)

因此,81個方格中任何一個方格改動數字,必然引起全盤“洗牌”,重新排列,得到新的數字魔方。真可謂“牽一發而動全身”。那麼,究竟存在多少不同的九階數字魔方呢?這似乎是一個排列組合或者乘方的計算問題,實際情況是相當複雜的問題。
嚴德人先生對此作為學術課題進行了研究,並且設計了專用軟件,終於得到不同的九階數字魔方(族)的數目,是個“天文數字”:
上麵僅僅說的是九階數字魔方,還有3階、4階等等多樣數字魔方,這在嚴德人先生專著《奇妙的數字魔方》中有比較詳細介紹。
B 九階標準數獨
如果九宮數字魔方當中,抹去若幹個數字成了空格。隻要達到一定要求就可以構造成為九階標準數獨題目(圖21)。並非九階魔方隨便抹去若幹個數字就成為數獨,其要求是從1到9的9個數字中選擇一個數字填到圖中的空格裏,使得從1到9 的9個數字在它的每一行、每一列和每一個小九宮(指圖18中,用粗線框住的3×3的區域)裏都僅僅出現一次,也不能遺漏(成為魔方)。而且每個空格填數都是獨一無二的,因此才能成為數獨題目,這也是數獨名稱的由來。也就是說:每一個數獨題目的答案都是獨一無二的。
數獨遊戲,具有很強的娛樂性、趣味性和競爭性,參加遊戲者須對所示的數獨題要能夠比較迅速地作出反應,觀察力、想象力和思維質量在遊戲中得到訓練。由於規則簡單,隻需要9個九宮格,以及1到9gebuzhongfudeelaboshuzi,erqiebianhuawuqiong,renrendoukeyiwan。tachaoyuelewenzidezhangai,bikaileshuzihejisuanzhijiantianrandelianxi,shiyouxibiandehenqingsong。
通過對數獨遊戲(也稱為“數字九宮格”)的訓練、探索和研究,訓練觀察能力、想象力、創新能力和訓練學生思維的廣闊性、敏捷性、靈活性、批判性,達到健腦益智的目的;同時,培養學會探索問題規律性的一些方法。古老的洛書,九宮圖,延續的科技高度發達的21世紀,創造出數獨遊戲而且風靡全球,怎能不為我們祖先的智慧點讚呢?
C 各類數獨風靡世界
數獨是一種填數字遊戲,英文名叫Sudoku,起源於瑞士,上世紀70年代由美國一家數學邏輯遊戲雜誌首先發表,名為 Number Place,後在日本流行,1984年將Sudoku命名為數獨,即“獨立的數字”的省略,解釋為每個方格都填上一個個位數。2004年,曾居住中國香港的高樂德(Wayne Gould)把這款遊戲帶到英國,成為英國流行的數學智力拚圖遊戲。數獨遊戲現已風靡全世界,該遊戲益智健腦、老少鹹宜,自進入我國以來,受到了人們的廣泛關注和熱愛。現在數獨已經進行了國際競賽,我國開展數獨活動比較遲,但是發展、進步引人注目。
英國《每日郵報》2012年6月30日的一篇報導說,芬蘭數學家因卡拉,花費3個月時間設計出了世界上迄今難度最大的數獨遊戲,而且它隻有一個答案。因卡拉說隻有思考能力最快、頭腦最聰明的人才能破解這個遊戲。重慶一位教授耗時10天破解,實屬不易。
最近愛爾蘭都柏林大學的三位科學家庭計算機證明了:九階標準數獨至少必須留有17個數字才能有唯一解。
九階標準數獨遊戲,隻是常用普及的一種。為了提高趣味性和競技性,人們還創造出豐富多彩的數獨題目,難度也就可想而知。
第8屆國際數獨錦標賽上,中國隊首獲團體冠軍,實現曆史性突破,標誌著中國已躋身數獨強國之列。
數獨帶給人之外的東西應該是更多的。
嚴德人先生編製了《競技數獨》,由中國言實出版社於2007年12月出版。
2011年嚴德人在福建教育音像出版社講解數獨解題技巧,以通俗易懂的方式詳細講解了數獨解題的初、中級技巧。出版《數獨遊戲》光盤,附贈的DVD-ROM軟件中,含有146180道的數獨題目,分成6個難度級別,從簡單易學的入門題目到複雜、困難的題目應有盡有。通過學習和掌握這些解題技巧,你對時下各種數獨題都可以得到解決。該軟件還可以按照用戶的要求生成題目。
河圖洛書的智慧(一)多種話本的神話傳說
大da約yue五wu千qian年nian前qian,文wen字zi還hai沒mei有you形xing成cheng,人ren們men結jie繩sheng記ji事shi記ji數shu,事shi多duo數shu多duo以yi後hou,結jie繩sheng記ji數shu分fen離li出chu來lai。人ren們men雖sui然ran是shi席xi地di而er坐zuo,同tong樣yang要yao有you娛yu樂le活huo動dong,其qi中zhong就jiu有you土tu棋qi遊you戲xi。在zai這zhe個ge生sheng活huo環huan境jing中zhong,結jie繩sheng記ji事shi進jin而er發fa明ming物wu件jian記ji數shu,再zai發fa展zhan到dao圖tu形xing記ji數shu。
0評論2019-02-21904
河圖洛書的智慧(三)玩出的數字 引領文字誕生
遠yuan古gu時shi期qi的de生sheng產chan生sheng活huo需xu要yao,產chan生sheng了le繩sheng結jie數shu字zi,同tong人ren們men的de玩wan土tu棋qi相xiang結jie合he產chan生sheng了le物wu件jian數shu字zi,進jin而er發fa展zhan成cheng為wei圖tu形xing數shu字zi,最zui終zhong有you了le現xian代dai意yi義yi的de數shu字zi
0評論2019-02-21929
河圖洛書的智慧(四)數字遊戲玩出河圖洛書
人們得到十個數字,玩著圖形數字,擺著圖形數字,上邊一行1到5,對著下邊一行6到10的圖形數字:1→6,2→7,3→8,4→9,5→10。每一對2個數字,他們驚奇地發現:上下都是一陽一陰搭配,他們的差都是5。
0評論2019-02-211388
河圖洛書的智慧(五) 智慧之光一二三
河圖洛書由白點“○”構成的數為奇數,表示陽;以黑點“●”構成的數為偶數,表示陰。圖形數字表達方式是河圖洛書的基本內容,從此結束了“結繩記數”的曆史,並且已經有了奇數與偶數的概念,這是具有創造性的了不起數學成就。
0評論2019-02-21872
河圖洛書的智慧(七) 洛神數
河he圖tu洛luo書shu用yong圖tu形xing表biao示shi數shu,為wei進jin位wei製zhi的de發fa明ming創chuang造zao了le基ji礎chu,促cu成cheng了le計ji算suan工gong具ju的de發fa明ming。算suan籌chou的de使shi用yong和he籌chou算suan的de進jin展zhan,催cui生sheng了le算suan盤pan的de發fa明ming和he珠zhu算suan的de普pu遍bian應ying用yong。曆li經jing數shu千qian年nian歲sui月yue的de演yan進jin,珠zhu算suan終zhong被bei計ji算suan機ji替ti代dai。這zhe是shi數shu學xue發fa展zhan曆li史shi的de縮suo影ying,也ye是shi人ren類lei文wen明ming史shi發fa展zhan的de脈mai絡luo。
0評論2019-02-212445
河圖洛書的智慧(九) 含山玉版的河圖洛書解讀
傳說中的河圖和洛書猝然出現在玉版上,經過碳-14鑒定,含山玉龜和玉版為6500多年前的文物。這些年代久遠的玉版雖然難以比較完整地辨認並讀取信息,也給我們提供了探究遠古傳說的實物資料。
0評論2019-02-211210