這個捆綁遊戲,五百年來難住了無數高智商 | 科學DIY_風聞
把科学带回家-把科学带回家官方账号-专注于孩子的科普教育2019-07-14 17:30
【本文由公眾號“把科學帶回家”提供,ID:steamforkids】
在日本朝日放送的一檔叫做探偵!ナイトスクープ Knight Scoop 的節目裏,有一個叫做秋原俊彥的73歲老爺爺在醫生的診室裏看到了一個遊戲,然後深深入迷。他求醫生把這個遊戲送給他,然後在家花了10年時間想解開,但是做不到。不但秋原老爺子解不開,大多數觀眾也被難住了。
這個遊戲是這樣的——
這個遊戲的目標是,在不暴力拆解的情況下,讓銀環從綠球這裏到另一邊的紅球這裏。
你想到的方法大家都想過了,都不是解法。
銀環不可能套過中間那個木頭環——

銀環也不可能從木頭環的中間穿過去——

基座拆不開,繩子也繞不過去——



實際上,難住老爺爺的這個解密遊戲歷史悠久,也曾經難住了一代又一代的人。但是因為它的魅力巨大,所以一直流傳到現在,而且傳播到了許多國家,在西方和東亞都有不同的版本。
你能解開這個繩結捆綁遊戲嗎?
關鍵概念
所羅門封印
材料和操作
一根木條(也可以用粗一點的吸管代替)
一根繩子
兩個圓環
在木條上打3個洞,然後把繩子和圓環按照上面圖片裏的樣子組裝好,就可以開始玩啦。這個版本其實和一開始介紹的那個遊戲是一樣的道理,解法也是類似的。
這個遊戲的目標是,讓右邊的那個圓環和左邊的圓環貼在一起。不能把木條弄斷,也不能把繩子剪斷。
你想到解答方法了嗎?
如果你覺得有點難,那先用下面這個簡單的題目來熱熱身吧。
看看下面這個情況,應該怎樣把插頭鬆綁?

其實這個插頭是這樣解出來的——



再來一道類似的題,求如何給自己鬆綁?

解法——


這有沒有給你一點啓示呢?
如果你還是不知道應該怎麼解,在 把科學帶回家 後台回覆 求求你告訴我,就可以得到答案啦。
原理
在這檔 Knight Scoop 節目裏,後來在日本知惠之輪協會的山本徹的幫助下,這個謎題終於得到了解答。
這個解密遊戲,在西方有 wedding rings,the ox yoke,loop de loop,african ball 或者 Solomon’s seal 等各種名字。
這個遊戲最早可以追溯到16世紀的意大利的數學家,達·芬奇(為什麼老是你?)的老友盧卡·帕西奧利(Luca Pacioli)撰寫的《De Viribus Quantitatis》(數字的力量)。
這個遊戲也有東亞的版本。這幅1836年的日本圖畫裏也描繪了這個遊戲,這也是我們上面介紹手工製作的版本。
這個遊戲的設定是這樣的,戀人 Osome 和 Hisamatsu 因為某些原因分離了,你要努力使他們重新在一起。
有很多實用主義的人會説,這些遊戲有什麼用?
其實,這些遊戲和拓撲學有關。歷史上拓撲學遊戲曾經啓發了重要的數學發現。
比如,柯尼斯堡七橋問題(Konigsberg bridge)問題就啓發了歐拉。歐拉在1736年寫了一篇論文證明這個問題無解。歐拉的這篇論文成為圖論這個數學分支的起源。
柯尼斯堡七橋問題:當時東普魯士柯尼斯堡(今日俄羅斯加里寧格勒)市區跨普列戈利亞河兩岸,河中心有兩個小島。小島與河的兩岸有七條橋連接。在所有橋都只能走一遍的前提下,如何才能把這個地方所有的橋都走遍?@wikipedia
如果上面這些遊戲都難不倒你,可以試一試下面這個進階版本的拓撲遊戲。你覺得在不暴力拆解的情況下,左圖可能變成右圖嗎?
這個拓撲遊戲其實想表達的是拓撲學裏的一個基礎概念:咖啡杯的拓撲形態和甜甜圈是一毛一樣的。

@wikipedia
好了,在拓撲學裏的解法如下。
@西山豊,大阪經濟大學
好的我知道又有人要問:“這有什麼用?”
很多人不是想知道小昭戴着鐐銬是怎麼換衣服的嗎?
這就是金庸隱藏的拓撲學答案啊!你把白色的東西看成手銬,把雙手合十的小昭看成是一個圈,你看在拓撲學的世界裏小昭的鏈子根本就沒有同時銬住她的雙手啊。
(๑• ̀д•́ )✧
大概就是因為小昭暗自掌握了這個拓撲學知識,所以金庸大俠才在《倚天屠龍記》後記裏提到小昭是他在書中最喜愛的角色吧。