九連環(huán)、七巧板和華容道,是中國古典智力游戲三絕. 它們不但在我國有極高的知名度,在國際上也享有盛譽(yù).
九連環(huán)的歷史
九連環(huán)是我國古代的益智玩具,歷史悠久. 文獻(xiàn)記載可上溯到戰(zhàn)國時(shí)期,有一則故事說,秦昭王用玉連環(huán)刁難齊國,齊國群臣都不會(huì)解. 北宋文學(xué)家周邦彥在詞中也記載道:“信妙手,能解連環(huán).”說明當(dāng)時(shí)這個(gè)玩具已經(jīng)流行. 到了明代,此玩具已相當(dāng)普及,用銅環(huán)、鐵環(huán)做成的九連環(huán)已流入民間. 《紅樓夢(mèng)》第七回里也描寫道:“誰知此時(shí)黛玉不在自己房中,卻在寶玉房中,大家解九連環(huán)作戲.”可見玩九連環(huán)當(dāng)時(shí)已是相當(dāng)普遍的游戲.
九連環(huán)結(jié)構(gòu)
九連環(huán)是用銅絲(或鐵絲)做成九個(gè)圓環(huán),分別與九根豎桿相連,再做一個(gè)長(zhǎng)釵,另外用銅片(或鐵片)做底板,將九圓環(huán)豎桿連接在一起,形成疊錯(cuò)扣連的關(guān)系,這就是九連環(huán)的奧秘所在.
九連環(huán)基本操作
九連環(huán)的基本玩法是把九個(gè)圓環(huán)一個(gè)一個(gè)套到長(zhǎng)釵里,再一個(gè)一個(gè)取下來。
九連環(huán)結(jié)構(gòu)獨(dú)特,操作也有一定規(guī)律. 但九環(huán)相連,套上和取下都很費(fèi)時(shí). 操作時(shí)要耐心、細(xì)心,不要急于求成. 掌握規(guī)律,熟能生巧,樂趣便在其中.
這里僅介紹一點(diǎn)上環(huán)(下左圖)和退環(huán)(下右圖)的基本步驟,并以圖示意,作為操作的啟蒙.
九連環(huán)數(shù)列
1975年,國外出版了一本關(guān)于離散數(shù)學(xué)的書,其中收錄了這樣一個(gè)數(shù)列:
1,2,5,10,21,42,85,170,341,…這就是“九連環(huán)”的數(shù)列,即用單環(huán)法(不將1、2環(huán)整體操作,也稱慢速解法或基本解法)完成n個(gè)環(huán)上或下所需的步數(shù)為:
an=
對(duì)于用雙環(huán)法(將第1、2環(huán)整體操作,也稱快速解法)來說,完成n個(gè)環(huán)的上或下通常所需步數(shù)為:
an=
產(chǎn)生了另一個(gè)數(shù)列:1,1,4,7,16,31,64,127,256,…可以看出,從九連環(huán)的滿貫狀態(tài)到分離狀態(tài),雙環(huán)解法的256步比單環(huán)解法的341步要少用85步.
其他環(huán)類玩具
我國民間還出現(xiàn)過許多各種形式的環(huán)類玩具,它們各具特色,難度不一.