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玩的科学(下)(2003年1月16日)


  我国的古典数学玩具,不但体现出中华民族的优秀文化,还涉及到几何学、运筹学、图论、博弈论多门学科。华容道游戏就是博弈论的代表作。

  传说在上古时代有人在洛河中发现了一个乌龟,乌龟的背上有一个图形,古人把它叫做《洛河图》。它是一个有九个棋子的游戏,每个棋子都可以相互移动,汉朝人把这个图形叫做九宫图。后人为增加游戏的难度,把棋子设计得有大有小,还把游戏中的内容和三国中曹操败走华容道的故事联系在一起,这就成了我们熟悉的华容道了。

  中国科学院数学与系统科学研究院李文林研究员说:“华容道就是说,你怎么走,怎么布局,怎么样一步一步去移动棋子,最后把曹操这个棋子移动到出口,这个地方出来,每移动一步的话,就要决定下一步怎么走,这个呢我想是一个在数学里面是博奕论研究的对象,你精通博奕论的话,华容道会走得相当好。你要从众多的移动方式中找到几种方式能够成功。”

  1956年的数学家们还没有高速的计算机,他们只能用手写方程式的方法叙述着数学玩具的魔力。数学家充实了玩具的生命,也增加了它的魅力。

  北京玩具协会主任委员余俊雄:“现有许多科学家、计算机专家,把玩这种玩具的方式用电脑来解开,找到最少(步骤)的玩法是81步。”

  我国古老的移图玩具大约在元代时从中亚流传到欧洲,1914年美国智力大师山姆·劳埃德在《趣味大全》一书中,把它们称为“中国的文字转换难题”。

  我国早在新石器时代,河姆渡的原始居民就用木头创造了干栏式建筑,从而发明了用榫卯方式连接两个木结构,这种连接方式举世闻名。它是我国古老建筑、家具及其他木制器械的主要结构方式,工艺精确,扣合严密,两块木结构彼此间不容发,可以说是天衣无缝。

  中国科技馆馆长王渝生博士生导师:“我们中国古代建筑的特征,就是用榫卯而不是要用铁钉、胶水,这种榫卯的构造就比较复杂,像这样的东西逐步发展到后面,就有所谓的“鲁班锁”。”

  榫卯作为木质结构的方式和技术形式是内在的,一般不为人所注目,但它却是工匠艺人必须具备的基本技能。工匠的手艺高低,通过榫卯的结构能清楚地反映出来。我国民间艺人为了使自己的工艺传授给后代,直接从建筑结构中切取一块构造,让自己的弟子学习,这种木块构造也就成“鲁班锁”这种玩具的雏形。

  “鲁班锁”利用6根中间有缺口的短木,彼此间搭配合理,就可以紧密的形成为一个整体。清代的《鹅幻汇编》一书中称鲁班锁为“益智之具”。

  民间收藏家秦筱春:“在民间的发展过程中,它作为一种益智器具为教育儿童、锻炼他们的空间的观察能力、思考能力,那么就发明了这种鲁班锁,这种鲁班锁从南到北,从东到西都有流传。”

  由榫卯这种木结构的奠基,使得我国千年的建筑更加厚实。祖先为传接自己技艺所创制的结构,如今已成为了老少皆宜的玩具。玩具对一个人的成长可以有着不可磨灭的影响,经典的玩具则可以融入一个民族的发展,映出一个民族的文化。

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