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南通长牌中的数字秀

八十年代,颇具大侠风范的金庸先生的长篇武侠小说《射雕英雄传》风靡一时。其主人公郭靖和黄蓉亦成为耳熟能详的人物,笃实钝滞的郭靖与刁钻机灵的黄蓉形成鲜明的对照,金庸先生将其刻画的惟妙惟肖。当两人误闯进黑沼隐女神算子瑛姑的居所时,瑛姑正全神贯注的计算一系列数学中的难题,被一旁的黄蓉一一抢先解出。瑛姑甚为诧异,向黄蓉坦言:“你的算法自然精我百倍,可是我问你:将一至九这九个数排成三列,不论纵横斜角,每三字相加都是十五,如何排法?”长牌分万子、索子、文钱三门,每门也是从一至九,其数学玄机与瑛姑提出的问题似有暗合之处。

a b c
l m n
x y z

我们将瑛姑的意思翻译成数学语言:在如上图的九个方格中,分别填入一至九,使得每一横列、竖列和两条对角线上的三数和都是十五。为方便叙述,将九个方格中分别标上字母。据瑛姑意:

a+b+c=l+m+n=x+y+z=15

a+l+x=b+m+y=c+n+z=15

a+m+z=c+m+x=15

    因此:(a+b+c)+(x+y+z)+(a+l+x)+(c+n+z)=(l+m+n)+(b+m+y)+(a+m+z)+(c+m+x)=15×4

    化简得:(a+b+c)+(x+y+z)=3 m+( b+m+y)

    因为a+b+c=x+y+z=b+m+y=15,故3 m+15=15+15,得到m=5,即中间一格为5。接下来将剩下的八个数一起考虑,这八个数是:1,2,3,4,6,7,8,9。显然,从这八个数中取三个数加起来得15,此三数必定是由两个偶数与一个奇数组成。有以下四种组合:1+6+8;2+6+7;2+4+9;3+4+8。四组数中,2,4,6,8各出现两次,故应将其置于四个角上,即a,c,x,z位置;仅出现一次的1,3,7,9,应放在每一横列和竖列的相交之处,即b,l,n,y位置。

2 9 4
7 5 3
6 1 8

如果取a=2,那么必取z=8,则c取4或6,剩下的b,l,n,y则可根据a和c的确定而确定。这里提供如图二的一种答案。事实上,将此图在平面内作90°、180°、270°的旋转或者离开书面作180°翻转,即可得到另一种答案。不过,习惯上认为是同一答案。

    此排列,古代称九宫,亦称幻方或魔方。南宋著名数学家杨辉在《续古摘奇算法》中提出一种巧妙排法:“九子斜排,上下对易,左右相更,四维挺出。”遂成九宫,如图三所示:

                       9

       上下对调      四维挺出     2

    3————→3     7————→3    7

      左右相换                  6

                      1

    黄蓉在瑛姑刚说完后就给出了答案:“九宫之义,法以灵龟,二四为肩,六八为足,左三右七,戴九履一,五居中央。”如果瑛姑在问题中不说出三数和为15,即原题改为:如何将一至九排三列,使纵、横、斜每三数和都相等?则比原题增加了一层难度,请读者朋友想一想,怎样求出15。

    有趣的是,我曾拿此题测试周围的友人,许多人听完题后略作思考,便问我:“中心格是不是填五?”我问他怎么知道的,他说是凭感觉。事实说明,这种感觉是正确的。问题是,在一至九中,为何偏偏觉得中心格是五而不是其他数,五在这九个数中扮演一个什么样的角色呢?

    医学著作《素问》有言:“天地之至数,始于一,终于九焉。”认为在一至九中,一是首位数,九是末尾数。我们若把这九个数视作九个完全一样的点,则五是九数之中心点,其余八个点是关于五为中心的对称点:四六对称,三七对称,二八对称,一九对称。这就是我们在牌面价值篇中将幺九牌、二八牌、三七牌等分别放在一起讨论的原因。

    而三七又分别是一至五和五至九的中心,故有金三银七之说。三七在手,其余任一张同色牌均能与之组成搭子或对子,价胜金银。由此,我想起儿时与童伴玩耍,从五十四张扑克牌中抽出四张牌,运用加减乘除抢算成二十四者胜的游戏。有一回,四张牌恰是两张三和两张七,用常规方法计算不出,唯用分数计算方能得出廿四。从那时起,三和七就给我留下了至深印象。

    金银永远是讨人喜爱的珍品,金三银七,世界各地的人们似乎也因此对三和七偏爱有加。

    《说文》云:“三,天地人之道也。”在古希腊,古希腊人认为三是完美的数字,具备神性,因为三体现了“开始、中期和终了”。在希腊罗马神话中,世界是由三位神灵统治的——主神朱比特、海神尼普顿、冥神普路托。朱比特手执三叉闪电,尼普顿挥舞三叉戟,普路托牵着一条三头狗。女神亦有三位——命运女神、复仇女神、美惠女神。西方古文化也认为:世界有三者合成——大地、海洋、天空;大自然有三项内容——动物、植物、矿藏;人体具有三重性——肉体、心灵、精神;基督教主张三位一体——圣父、圣子、圣灵;人类需要三种知识——理论、实用、鉴别。近代法国大文豪雨果说:“人的智慧掌握着三把钥匙:一把启开数字,一把启开字母,一把启开音符。”爱因斯坦则总结了成功的三条经验:艰苦的工作、正确的方法和少说空话。

说到“三”,我们不能不提到“九”,因为三个三就成了九,例如三横三纵的九宫图。“九”起初是龙形(或蛇形)图腾化的文字,继而延伸出“神圣”之意,再往后就被假借为大数(极数),譬如九曲回肠,九霄云外。为此,中国帝王为了标榜自己的神圣权力为天赐神赋,便竭力把自己同“九”联系在一起。天分九层,极言其高,天正日为正月初九,天子祭天一年九次,且“九”与“久”同音,借此希望帝王之位长久。明朝永乐年间,北京城有九门。清朝仍沿袭,并设步军统领,俗称“九门提督”。紫禁城的房屋共9990多间,天安门城楼面阔九间,门上饰有“九路钉”,即每扇门的门钉纵横各九排,共81钉。清代定制,贡品皆以九计,如蒙古各部王公每年向朝廷进献白马八匹和白骆驼一匹,称为“九白之贡”。

    人类向来都是伟大的,创造了七大奇迹和七种音符。人类文明的开拓者之一——玛雅人认为,他们的祖先来自山洞,七个山洞里住着七个神仙。中国汉文化里有七仙女下凡的故事和牛郎织女七七鹊桥相会的传说,藏文化则认为人类的启蒙者来自天上的七颗行星上的七位国王。在科技和经济最发达的美国,大多数人相信七为吉利数,波音公司就是据此决定以“707”作为美国第一架喷气式客机的代号,并在此后相继使用了“727”、“737”、“747”、“757”、“767”。二十世纪七十年代,有个名叫伦纳德·法拉的英国会计师,还专门写过一本名为《七的探索》的书。

    让我们把目光回到九宫图。平整匀称的九宫图,无论横加竖加还是斜加,其和均相等,观后给人安稳舒适之感。我们倘若把九宫图中的三组筋线牌连接起来,即把一四七两两相连,三六九两两相连,二五八两两相连,则得到两个三角形和一条对角线,两个三角形关于这条线对称。将此图画出,同样给人端庄平衡之美感。

不仅如此,算壶的计分法亦存有数学精奥。

    以单将打法为例,碰杠的壶数分别有:1,2,4,8,16,32,64。仔细观察,不难看出:2°=1,21=2,22=4,23=8,24=16,25=32,26=64,这是一个等比数列,都是2的倍数,有人说此为了讨口彩,取好事成双之意。根据等比数列的定义,从第二个数起,每个数都是前一个数的两倍。学过等比数列的朋友都知道,此等比数列可组合算出27=128前的任一个数。例如,1和2可直接得出。2后是4,中间的3由1+2=3得出。这样,用1和2可算出4前面的三个数。而4后面是8,4和8之间有三个数5,6,7。这三个数可分别由4+1,4+2,4+3得出。可见,增加一个数4就可以组合算出8以前的全部七个数。同理,增加一个数8,就可以算出16以前的全部15个数。以此类推,增加一个数26=64,此数列便可算出27=128以前的全部127个数。也就是说,游湖结算壶数时,127个数都有可能出现。八十年代的南通和现在的张家港,打的是老式壶,一成12壶,没有一壶按十壶计的取整计算,对每一壶是锱铢必较的,这对128之前的127个数是公平的——每一个数都有抛头露面的机会。事实上,壶场上有时肯定不止一个一壶、二壶、四壶等壶数,其真实情形定要复杂的多,在此不作讨论。但是,细心的读者朋友不禁要问,单将打法中,还有6壶、24壶和48壶,为何在此不提及?这是因为4+2=6,16+8=24,16+32=48的缘故,可以不作考虑。