《数独与幻方》
新年伊始,《北京晚报》的公众平台版推出了“数独”专栏,每天刊载初、中、高三个级别的数独游戏。
“数独”这个词来自于日语,我不懂日语,但知其对应的英语是sudoku,从发音看是日语的音译,其含意是“只出现一次的数字”,也就是单独的数字,翻成中文后,变成了专有名词——数独。
据说这个游戏最早起源于欧洲,20世纪80年代在日本广为流行,随后蔓延到全世界,形成了在数字间玩乐的热潮。在许多国家和城市,“数独”成为报纸、书刊、电视节目中的一个专栏,互联网上也有不少“数独”的专门网站。“数独”逐渐成为一种消闲文化,成为人们自娱自乐的休闲方式。
数独游戏由9个“九宫格”组成一个9行9列的方块,内有81个方格,在一些方格中预先设定了1至9之间的数字,玩者需要在空格内填上1至9之间的剩余数字,使每1行,每1列,每1个九宫格都有1至9的数字,不能有重复的数字出现。
这个游戏看似简单,不需要丰富的知识,也没有任何计算,但却需要慎密的思考与推理。成人可以玩,儿童也可以玩,适合各种年龄层次,老少咸宜。在玩乐中,锻炼着分析、推理的能力。
2006年3月10-11日,第一届数独世界锦标赛在意大利的卢卡举行,31岁的捷克女选手亚娜·季洛娃过关斩将成为全球的首位数独冠军。
数独,这个游戏的形式使我想到了幻方。
数独的基本单元是九宫格,而九宫格恰好是一个三阶幻方。我想,这个游戏说不定是由三阶幻方衍生出来一种玩法。幻方是数学中一个特定的研究对象,蕴含着很深奥也很复杂的数学现象。
第一次接触幻方,还是在小学四年级的时候。邻居家有位大学生,我常去找他做些智力题,一次,他画了一个3行3列有9个格子的方块,让我填上1-9,使每行每列及对角线上的数字和都相等,这个好做,很快我就做出了答案。他又画出一个5行5列有25个格子的方块,让我填上1-25,使每行每列及对角线上的数字和都相等,这个就有些难了,试填了许久也没有做出来。随后,他教给我怎样填写的方法,按照他讲的方法,任何奇数行列的格子都能填写出来,但偶数行列的格子不适用,他也不会。那时,我还不知道这样的格子叫“幻方”。
进入中学以后,我常去首都图书馆看书,在那里,我知道了这种行列组成的格子叫幻方,英文是magic square,里面蕴藏着许多深奥的数学现象。我还知道了幻方是我们中国人首先发现的,后来经印度传到了欧洲。
早在大禹治水时,在洛水见到一只大龟,龟背上有一幅奇特的图案。
用现在的数学符号表示,就是一个最简单的3阶幻方。
它的每行每列及两条对角线上的数字和都是15。这就是世界上最早出现的幻方。
南宋时期的数学家杨辉对幻方做过大量的研究,从3阶到10阶幻方都有详细的论述,在世界数学史上留下了光辉的一页。
幻方看似简单,其表象人人都可以理解,但却蕴含着许多至今无人能够解答问题。幻方是数学的一个重要分支——组合学的基础。
如果你玩过扑克游戏,可能会接触到这个图案。
确切地讲,它不是幻方,名为拉丁方,英文叫latin square。
这个扑克组成的图案,也是非常奇特。它的每行4张、每列4张、对角线4张、每角4张及中央4张都包含着两个元素,一个是扑克牌的花色,另一个是扑克牌的点数。
数学就是这样神奇,这个研究现实世界里数量关系与空间图形的学科不少人都不喜欢,觉得枯燥乏味,其实数学渗透在生活的方方面面,它的乐趣与美感只有在对它的探索中才能获取。
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