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幻方与九宫、十六宫
幻方的歷史及發展
幻方的歷史
相傳在西元前23世紀大禹治水的時候,在黃河支流洛水中,浮現出一個 大烏龜,甲上背有9種花點的
圖案,人們將圖案中的花點數了一下,競驚奇地發現9種花點數正巧是1—9這9個數,各數位置的排列也相
當奇妙,後來人們就稱這個圖案為洛書。洛書給出的9個數所排成的方陣具有絕妙的性質,橫的3行、縱的
3列以及兩對角線上各自的數位之和都為15。人們因它的性質之獨特而大感興趣,對其進行了多方面的研究
。我國漢朝的一本叫《數術記遺》的書,把圖A叫“九宮算”,又叫九宮圖,宋朝數學家楊輝把類似“九宮
圖”的圖形叫“縱橫圖”,國外數學家把它叫做“幻方”。在公元15世紀時,住在君士坦丁堡的魔索普拉
把我國的縱橫圖介紹給歐洲人,並取名為magic square,因為縱橫圖具有如此變幻莫測的特別性質,所以在
歐洲也掀起了一段占星的風潮,中古世紀的歐洲人也認為幻方具有符的法力,能夠鎮壓妖魔,許多歐洲寺院
中的神殿都使用他,而許多占星術師也將其作為護身符。洛書
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3 5 7
8 1 6
圖A幻方的發展
我國的縱橫圖傳到歐洲,它的多彩的變幻特徵吸引了西方的數學家們,他們對此也很感興趣,並稱縱橫
圖為幻方”,意為“幻妙的方陣”。著名的數學家歐拉和漢彌爾登,大發明家佛蘭克林都對幻方有過深入的
探討。在16、17世紀,甚至更晚,構造幻方非常盛行,各種特色的幻方不斷誕生,1759年,歐拉發表了獨
具一格的“馬步幻方”,1901年法國數學家裏利發明了“平方幻方”,1958年美國數學家霍納造出了“雙
重幻方”等。西方研究幻方的熱潮,一浪高過一浪。目前,國外已作出的最大幻方,是美國紐約的一位13歲
少年所完成的105階幻方。美國1977年發射的尋求外星文明的太空船旅行者1號、2號上,除了有向宇宙人
致意的問候訊號外,還帶有一些圖片,這些圖片中就有一張是四階幻方圖.這個四階幻方的構圖,同我國的
洛書一樣,也是用不同數量的圖點佈局成的,而且它又是一個具有多種奇妙性質的四階幻方(見圖B),向
宇宙人告示了我們地球人的智慧。7 12 1 14
2 13 8 11
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圖B我國的縱橫圖也傳到了印度、日本以及阿拉伯等國家,也引起了他們的 極大興趣,把它作為“魔方陣”來研
究,得到不少新成果。他們還提出一些與此類似的新概念,如“魔立方體”、“魔術矩形”等。印度所編的
64數的魔立方體就別具特色,它的各層的縱橫線上及立方體之垂線和對角線上各數之和皆相等,佛蘭克林是
一個幻方迷,他曾承認,當他任賓夕法尼亞洲議會 的職員時,為了消磨那乏味的辦公時間;他填出一些特殊
的幻方,甚至一些幻圓(它是這樣構成的,在一些按一定規則分佈的互相相交的圓的交叉處,填上—定的數
字,使得每個圓上的數字之和相等)。最近,佛蘭克林的幻圓的彩色作品在紐約的一次拍賣中被一個私人收
藏家高價買去了。近年來,我國對幻方的研究也頗為重視,各種雜誌上不斷刊載對幻方研究的新成果。其中尤以北京聯合大學
李立老師的研究成果最多,他分別在《內蒙古大學學報》和《數學進展》兩雜誌上,發表了許多關於幻方及
幻立方的理論性很強的文章。1988年,丁宗智的“幻方”的研究成果,在臺灣的“中華易學”中連載。19
90年3月,合肥召開了“國際組合數學學術會議”,這次會議,對幻方研究的論文頗多,並對幻方的進一步
發展起了推動作用。1991年,舒文中《幻方》一書出版,1993年,孫友、孫群策、孫群力父子三的《幻方
專輯》發行。通過我國學者的艱苦探索,大大地開拓了幻方研究的視野,使幻方具有更多獨特而深邃的性質
,在構造的難度和奧妙的深度上都已大大超過以往。幻方這個起源於我國的神秘的數學問題,最終在我國形
成了一個豐富的體系,並逐步成為數學研究的重要課題。
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