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玩的科學(下)(2003年1月16日)


  我國的古典數學玩具,不但體現出中華民族的優秀文化,還涉及到幾何學、運籌學、圖論、博弈論多門學科。華容道遊戲就是博弈論的代表作。

  傳説在上古時代有人在洛河中發現了一個烏龜,烏龜的背上有一個圖形,古人把它叫做《洛河圖》。它是一個有九個棋子的遊戲,每個棋子都可以相互移動,漢朝人把這個圖形叫做九宮圖。後人為增加遊戲的難度,把棋子設計得有大有小,還把遊戲中的內容和三國中曹操敗走華容道的故事聯絡在一起,這就成了我們熟悉的華容道了。

  中國科學院數學與系統科學研究院李文林研究員説:“華容道就是説,你怎麼走,怎麼佈局,怎麼樣一步一步去移動棋子,最後把曹操這個棋子移動到出口,這個地方出來,每移動一步的話,就要決定下一步怎麼走,這個呢我想是一個在數學裏面是博奕論研究的對象,你精通博奕論的話,華容道會走得相當好。你要從眾多的移動方式中找到幾種方式能夠成功。”

  1956年的數學家們還沒有高速的計算機,他們只能用手寫方程式的方法敘述著數學玩具的魔力。數學家充實了玩具的生命,也增加了它的魅力。

  北京玩具協會主任委員余俊雄:“現有許多科學家、計算機專家,把玩這種玩具的方式用電腦來解開,找到最少(步驟)的玩法是81步。”

  我國古老的移圖玩具大約在元代時從中亞流傳到歐洲,1914年美國智力大師山姆勞埃德在《趣味大全》一書中,把它們稱為“中國的文字轉換難題”。

  我國早在新石器時代,河姆渡的原始居民就用木頭創造了幹欄式建築,從而發明了用榫卯方式連接兩個木結構,這種連接方式舉世聞名。它是我國古老建築、傢具及其他木制器械的主要結構方式,工藝精確,扣合嚴密,兩塊木結構彼此間不容發,可以説是天衣無縫。

  中國科技館館長王渝生博士生導師:“我們中國古代建築的特徵,就是用榫卯而不是要用鐵釘、膠水,這種榫卯的構造就比較複雜,像這樣的東西逐步發展到後面,就有所謂的“魯班鎖”。”

  榫卯作為木質結構的方式和技術形式是內在的,一般不為人所注目,但它卻是工匠藝人必須具備的基本技能。工匠的手藝高低,通過榫卯的結構能清楚地反映出來。我國民間藝人為了使自己的工藝傳授給後代,直接從建築結構中切取一塊構造,讓自己的弟子學習,這種木塊構造也就成“魯班鎖”這種玩具的雛形。

  “魯班鎖”利用6根中間有缺口的短木,彼此間搭配合理,就可以緊密的形成為一個整體。清代的《鵝幻彙編》一書中稱魯班鎖為“益智之具”。

  民間收藏家秦筱春:“在民間的發展過程中,它作為一種益智器具為教育兒童、鍛鍊他們的空間的觀察能力、思考能力,那麼就發明了這種魯班鎖,這種魯班鎖從南到北,從東到西都有流傳。”

  由榫卯這種木結構的奠基,使得我國千年的建築更加厚實。祖先為傳接自己技藝所創制的結構,如今已成為了老少皆宜的玩具。玩具對一個人的成長可以有著不可磨滅的影響,經典的玩具則可以融入一個民族的發展,映出一個民族的文化。

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