中国古代最有智慧的玩具是什么?( 二 )


文章图片

西汉时的卓文君就很喜欢拆解九连环
她写给夫君司马相如的信中如是说道:
“一别之后 , 二地相悬 ,
只说是三四月 , 又谁知五六年 。
七弦琴无心弹 , 八行书无可传 ,
九连环从中折断 , 十里长亭望眼欲穿 。
百思想 , 千系念 , 万般无奈把君怨 。 ”

《红楼梦》中也有林黛玉拆解九连环的描写
中国古代最有智慧的玩具是什么?
文章图片
周瑞家的把最后两支宫花送给黛玉时 , 原文有这样的文字:“谁知此时黛玉不在自己房中 , 却在宝玉房中大家解九连环顽呢 。 ”

九连环的每个环是互相牵制的
拆解规则有两条:
第1环可以在任何时候放上或取下;拆解第N环(N > 1) , 必须将第N-1环放在柄上 ,
而第1到N-2环全部取下;
中国古代最有智慧的玩具是什么?
文章图片

实际这个过程就是数学上的递归算法

假设环的数量为n , 解下每个环的步数为an
解开n连环所需总步数为Sn
根据拆解规则可以推出:
如若要卸下第n个环 , 就需要先卸下前n-2
个环
其总步数就为Sn-2

这时再需要一步就可以把第n个环解下
而为了解下第n-1个环
还需把前面的n-2
个环套上
装上前n-2
个环需要Sn-2

所以卸下第n个环需要an=2Sn-2
+1步

_1
2
3
4
5
6
7
8
9
a
n

1
1
3
5
11
21
43
85
171
s
n

1
2
5
10
21
42
85
170
341
因此
解开九连环所需要的步数就是一道数列题:
已知S1=1 , S2=2 , an=2Sn-2
+1,求Sn(n≥3)
当n=9时 , S9=341 , 即最终需要341步


鲁 班 锁


榫 卯 结 构



鲁班锁也称“孔明锁”、“莫奈何”、“难人木”
相传是木匠祖师爷鲁班创制
在不使用钉子、绳子的情况下
用咬合的方式将木条交叉相交固定
最常见的鲁班锁由六根条棍组成
每一对条棍都和另外两对垂直交叉
中国古代最有智慧的玩具是什么?
文章图片
鲁班锁与中国古代建筑的榫卯结构十分相似
几千年前 , 搭建房屋可没有钢筋水泥 , 而是纯木材
要让两块独立的木材固定在一起
就得给它们弄出凸起和凹槽
这样凹凸相对就能咬合住
同时 , 为了能承受来自不同方向的力
卡槽的方向、位置也不同
使木材能在不同维度上交连咬合住
就是“榫卯”
中国古代最有智慧的玩具是什么?


推荐阅读