九連環

Chinese puzzles

九連環

Chinese puzzles

 

九連環應該是中國最傑出的益智遊戲。長期以來,這個益智遊戲是數學家及現代的電子計算機專家們用於教學研究的課題和例子。

銅製九連環

九連環由九個相互連接的環組成,這九個環套在一個中空的長形柄中。九連環的玩法是要將這九個環從柄上解下來。解下所有九個環需要解341步,因此人們需要有耐心。但是,九連環的解法是很有規律的,一旦琢磨出或學會解法,解九連環並不難,而且不會忘記。

關於九連環有這樣一個傳說,三國時的諸葛亮(181-234),又稱孔明,發明了這個遊戲,他將這個遊戲給了他的妻子,讓她用解九連環來解除孤獨、忘記煩惱。儘管有許多資料將九連環的起源和流行定位在宋代(960-1129),但是我們目前在歷史資料中找不到確鑿的證據。目前,沒有人知道九連環是誰或何時發明的。

西方最早描述九連環的是義大利數學家盧卡.帕喬利(Luca Pacioli 1445-1517)。他是達芬奇的朋友。他在1500年的論文“數的次冪”(De Veribus Quantitatis)中描述了九連環。

 

皇宮中的連環和九連環

雖然九連環的起源的年代難以確定,但是“解連環”這個概念在戰國(476-221公元前 )時期就有了。據西漢末年編訂的《戰國策.齊策》:

秦始皇嘗使使者遺君王后玉連環,曰:「齊多知,而解此環不?」君王后以示群臣,群臣不知解。君王后引椎椎破之,謝秦使,曰:「謹以解矣。」

連環

這一對玉環合在一起 組成一個完整的環,
故宮博物院

明代(1368-1644)的楊慎(1488-1559)在他的《丹鉛總錄》中對《戰國策》中齊王后以椎破環而解連環不以為然,他寫道:

此著書者問其事而不詳其事。謬云引銕椎破之。若如此,則一愚婦人能之,何以稱多智而服強秦哉。今按連環之製,玉人之巧者為之。兩環互相貫為一,得其關捩解之為二,又合而為一。今有此器,謂之九連環,以銅或鐵為之,以代玉。閨婦孩童以為玩具。

清朝(1644-1911)的康熙(1654-1722)皇帝在1713年六十大壽慶典時,收到的禮物中就有一個玉製九連環。這個九連環是康熙的一個孫女進獻給他的。這個孫女是康熙第七子淳郡王的第四個女兒,當時只有三歲。中國的末代皇帝溥儀(1906-1967)也曾有一個精美的由九個翡翠環相連的銀製的九連環。

 

文學藝術中的九連環

曹雪芹(1715-1763)在他1791出版的文學巨著中就提到了九連環。在《紅樓夢》第七回中,他描寫到“誰知此時黛玉不在自己房中,卻在寶玉房中大家解九連環頑。”

華廣生在1804年彙編的《白雪遺音》中,收錄了這樣一首曲子:

有情人,送奴一把九連環,
九下九連環,
十指纖纖解不開。
拿把刀來割,
割也割不開。

清代的畫家余集(1738-1823)出生在杭州。他善畫人物,因此,他所畫的仕女們被喻為“余美人”。在他1807年的一副繪畫中,有一仕女手中就持有一個九連環。德國的漢學家夏德(Friedrich Hirth)於1893年在揚州購得了這幅畫,當時,這幅畫被誤認為是出自明代著名畫家唐寅(1470-1523)之手。

在1821年間,一位自稱為貯香主人的學者出版了一套《小慧集》。這套書的讀者大都是深閨中的女子。書中不僅有九連環的繪圖,還有用兩個圖表作的九連環的詳細解法。

九連環和解法

貯香主人《小慧集》裡的九連環和解法

吳有如作九連環

吳有如作“妙緒環生” 1892

吳有如(1840-1893)是十九世紀下半葉著名的上海風情畫家。他的作品栩栩如生地表現了當時人們的生活和風俗。在1892年,他創作和發行了“妙緒環生”,圖中描述了四個上海婦女在玩九連環及一個小男孩也要參予的場景。

 

解九連環

很多傑出的益智遊戲在於它們的規則簡單,但是解起來卻不是很容易。九連環就是這樣一個益智遊戲。解這個益智遊戲就是要將所有九個環全部從柄中解下來。這個過程需要解341步,只有兩個規則可循。

請先找一件九連環,試試看能否解開。如果成功,再分析以下解環的過程,是否可以找到這兩個解解連環的規則呢?

九連環的解法

九連環

九連環的順序從環柄的前方開始從1到9依次排列

在解九連環的過程中間,只有兩個規則可循;並且這兩個規則在遊戲中交替使用:

規則一:第一環可以在任何時候放上或取下環柄。

規則二:只有緊跟在領頭環後的環可以放上或取下環柄。(領頭環是套在柄上的最前面的環)

如果所有的環都在柄上,那麼第一步可以有兩個選擇。(根據規則一,取下第一環;或者根據規則二,取下第二環。)但是,走完第一步以後,我們只需要交替使用這兩個規則,就不會走回頭路。

當環數是奇數時,第一步必須是要將第一環取下(規則一)。要解是偶數的連環時,第一步則是要將第二環取下(規則二)。取下一個環就是要將這個環滑過柄尖並從柄中由上而下滑下。放上一個環就是要將這個環由下而上穿過柄中,再滑過柄尖放入柄上。

現在我們用這兩條規則來解三連環。因為傯環數是三,是奇數,我們用第一條規則開始解:

第一步:規則一,取下第一環,這時第二環變成領頭環。
第二步:規則二,取下第三環,第三環是跟在領頭環後的環。
第三步:規則一,放上第一環,這時第一環變成領頭環。
第四步:規則二,取下第二環,第二環是跟在領頭環後的環。
第五步:規則一,取下第一環,現在所有環都解下來了。

起始狀況

一環下

三環下

一環上

二環下

一環下

現在能接受挑戰嗎?試試看能否用上面的規則解九連環?因為要解九個環,第一步必須是將第一環取下。接下來請交替使用這兩個規則。人們在這個遊戲中常出的錯是在解環中忘記步驟,走了回頭路。請注意不要走回頭路。加油!

 

参考資料

曹雪芹《紅樓夢》1791.

劉向《戰國策.齊策六》264-250公元前

楊慎《丹鉛總錄》(見《升菴集》卷六十八)

余崇恩《巧環》1958

貯香主人《小慧集》[約1821]

Stewart Culin. Korean Games with Notes on the Corresponding Games of China and Japan.
Philadelphia, 1895.

Joseph Needham. Science and Civilisation in China, Vol. 3. Cambridge, 1959.

Luca Pacioli. De Viribus Quantitatis. Circa 1500.


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