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这个捆绑游戏,五百年来难住了无数高智商

图片:把科学带回家 / 知乎

把科学带回家,给孩子最好的科学教育

在日本朝日放送的一档叫做探偵!ナイトスクープ Knight Scoop 的节目里,有一个叫做秋原俊彦的 73 岁老爷爷在医生的诊室里看到了一个游戏,然后深深入迷。他求医生把这个游戏送给他,然后在家花了 10 年时间想解开,但是做不到。不但秋原老爷子解不开,大多数观众也被难住了。

这个游戏是这样的——

这个游戏的目标是,在不暴力拆解的情况下,让银环从绿球这里到另一边的红球这里。

你想到的方法大家都想过了,都不是解法。

银环不可能套过中间那个木头环——

银环也不可能从木头环的中间穿过去——

基座拆不开,绳子也绕不过去——

实际上,难住老爷爷的这个解密游戏历史悠久,也曾经难住了一代又一代的人。但是因为它的魅力巨大,所以一直流传到现在,而且传播到了许多国家,在西方和东亚都有不同的版本。

你能解开这个绳结捆绑游戏吗?

关键概念

所罗门封印

材料和操作

一根木条(也可以用粗一点的吸管代替)

一根绳子

两个圆环

在木条上打 3 个洞,然后把绳子和圆环按照上面图片里的样子组装好,就可以开始玩啦。这个版本其实和一开始介绍的那个游戏是一样的道理,解法也是类似的。

这个游戏的目标是,让右边的那个圆环和左边的圆环贴在一起。不能把木条弄断,也不能把绳子剪断。

你想到解答方法了吗?

如果你觉得有点难,那先用下面这个简单的题目来热热身吧。

看看下面这个情况,应该怎样把插头松绑?

其实这个插头是这样解出来的——

再来一道类似的题,求如何给自己松绑?

解法——

这有没有给你一点启示呢?

如果你还是不知道应该怎么解,在 把科学带回家 后台回复 求求你告诉我,就可以得到答案啦。

 

原理

在这档 Knight Scoop 节目里,后来在日本知惠之轮协会的山本徹的帮助下,这个谜题终于得到了解答。

这个解密游戏,在西方有 wedding rings,the ox yoke,loop de loop,african ball 或者 Solomon’s seal 等各种名字。

这个游戏最早可以追溯到 16 世纪的意大利的数学家,达·芬奇(为什么老是你?)的老友卢卡·帕西奥利(Luca Pacioli)撰写的《De Viribus Quantitatis》(数字的力量)。

这个游戏也有东亚的版本。这幅 1836 年的日本图画里也描绘了这个游戏,这也是我们上面介绍手工制作的版本。

这个游戏的设定是这样的,恋人 Osome 和 Hisamatsu 因为某些原因分离了,你要努力使他们重新在一起。

有很多实用主义的人会说,这些游戏有什么用?

其实,这些游戏和拓扑学有关。历史上拓扑学游戏曾经启发了重要的数学发现。

比如,柯尼斯堡七桥问题(Konigsberg bridge)问题就启发了欧拉。欧拉在 1736 年写了一篇论文证明这个问题无解。欧拉的这篇论文成为图论这个数学分支的起源。

柯尼斯堡七桥问题:当时东普鲁士柯尼斯堡(今日俄罗斯加里宁格勒)市区跨普列戈利亚河两岸,河中心有两个小岛。小岛与河的两岸有七条桥连接。在所有桥都只能走一遍的前提下,如何才能把这个地方所有的桥都走遍?

@wikipedia

 

如果上面这些游戏都难不倒你,可以试一试下面这个进阶版本的拓扑游戏。你觉得在不暴力拆解的情况下,左图可能变成右图吗?

这个拓扑游戏其实想表达的是拓扑学里的一个基础概念:咖啡杯的拓扑形态和甜甜圈是一毛一样的。

 

@wikipedia

 

好了,在拓扑学里的解法如下。

@西山豊,大阪经济大学

 

好的我知道又有人要问:“这有什么用?”

很多人不是想知道小昭戴着镣铐是怎么换衣服的吗?

这就是金庸隐藏的拓扑学答案啊!你把白色的东西看成手铐,把双手合十的小昭看成是一个圈,你看在拓扑学的世界里小昭的链子根本就没有同时铐住她的双手啊。

(๑• ̀д•́ )✧

大概就是因为小昭暗自掌握了这个拓扑学知识,所以金庸大侠才在《倚天屠龙记》后记里提到小昭是他在书中最喜爱的角色吧。

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