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日志

 
 

[转]玩具人生:83岁老翁玩具破解世界数学难题   

2010-01-13 12:25:50|  分类: 伤脑筋十二块 |  标签: |举报 |字号 订阅

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      “活到老,玩到老”,这是奇人方不圆常说的话。这位痴迷玩具半个世纪的83岁老翁不但把中国的智
力玩具玩得登峰造极,而且一不小心竟闯入了数学王国,将一道曾经尘封130年的世界数学难题,用玩玩
具的方法轻松破解。带着百思不得其解的疑惑,记者日前走近方不圆,走进了他奇异神秘的玩具人生。
                         
数学难题尘封百年 八旬老翁“玩”出答案
  先看看这道著名的趣味数学题:某寄宿学校的15名女学生,每天都要3人一行外出散步一次,怎样
安排才能使每个学生一周7天内和其他14名学生在三人行中散步各一次?
  看上去简单吧?试试就知道它的难度了。1850年,英国数学家寇克曼提出上述问题,这道看似简
单的数学题130年间无人能解!成了国际数学界公认的100个世界难题之一。
  直到1980年年底,中国数学学会内蒙古分会在包头市召开数学研讨会,包头市的中学物理老师陆
家羲在会上宣布他已经找到了这道数学难题的答案,并当场宣读了关于寇克曼难题的论文——《论不相交的
斯坦纳三元系大集》。但当时在座的数学精英们竟都听得一头雾水,无人能懂。据称这种情况在数学界并
不为奇,因为数学分支纷繁复杂,不同分支的学人隔行如隔山,你看不懂我的,我也听不懂你的。数学专
家尚且如此,常人更是难以企及,看看艰涩难懂的论文标题就够让你头大了。
  此后,国外也有数学家从各自的研究领域破解了这道世纪难题,但均是曲高和寡,甚至有一位科学家
竟用天文学的方法找到了答案。
  1985年,陆家羲先生病逝两周年之际,《报告文学》杂志发表纪念文章,其中记录了那次数学研
讨会和寇克曼难题。无巧不成书,十几年后,与数学并无瓜葛的八旬老人方不圆在一个旧书摊上看到了这
篇文章,立刻就被寇克曼难题吸引住了。“这是道排列组合的数学题,我专门设计一套玩具肯定能解开
它!”
  用玩具解决数学难题?恐怕没有一个数学家会这么“幼稚”地思考,但痴迷玩具半个世纪的方老先生自
然而然地想到了他最熟悉的方法。
  说干就干,方老对着这个难题,苦思冥想了几个昼夜,设计出一个“女生散步课程表”的拼盘玩具:这
是一个不大的盒子,横着7格,代表一周7天;竖着5格,把3人一行散步的女生分成5组,每格代表一
组。而每一格中的女生都是活动的,可以放进去,也可以拿出来,与其他的女生进行组合。拼盘玩具设计
出来以后,仅仅用了两个小时,方不圆就奇迹般地在拼盘上拼出了第一例“散步安排”。
  更让人不可思议的是:通过这个“散步课程表”,方不圆目前已经为15名女生设计了530多种符合
要求的三人行散步组合。历经磨难 “玩”心不改
  走进上海市武川路方不圆老人的住所,你会感觉真的是走进了武侠小说:这莫非是哪位世外高人隐居
的洞穴?老人鹤发童颜,交谈中时而蹙额缩颈,时而眉飞色舞,透出孩童般天真。
  老人这边刚刚给你端上一杯茶水,那边一转身已经躺在摇椅上、跷起二郎腿了。随着老人娓娓道来,
一段奇异神秘的人生经历展现在记者面前——
  交谈从老人有趣的名字开始。“这是我自己起的笔名,为什么叫不圆?既然是方的,就不圆嘛。还因为
我不圆滑、不圆通。”老人说得理直气壮、颇为得意。可随后他又摇了摇头,黯然神伤起来。沉默很久老人
才叹口气说:“我能破解尘封130年的世界难题,但始终难解自己的人生之谜!”
  老人本名方燮生,解放前曾在国立中央大学(今南京大学)读书,解放后在上海当中学语文老师。1
957年,方老被错划为“右派”,“文革”中又被打成“反革命”,整整坐了20年的牢,1979年平
反,1980年回到上海就已经到了退休的年纪。
  说起和玩具的渊源,老人立刻兴奋起来:“我小的时候家庭条件很好,家里有各种各样的玩具,至今我
还记忆犹新。我尤其对智力玩具感兴趣,像九连环、华容道、七巧板、六疙瘩等等,百玩不厌!”说到天
赋,方老自豪地说:“虽然我是学文的,但学生时代我的‘立体几何’就特别好!”
  方老回忆说,早在20世纪40年代,他就迷上了智力玩具,业余时间几乎全用在了这上面,而且“颇
有成就”。20年的牢狱生涯,无所事事的方不圆理所当然地把精力全部倾注在智力玩具的研究上。
  “那时正是精力旺盛的时候,体力劳动可以活动筋骨,可脑子闲得发慌,总得找个释放的地方吧,但监
狱里什么工具和材料也没有。一闲下来我的手就痒痒,什么办法都想到了,说起来你可能不相信,我甚至
琢磨自己的手指头能不能当成智力玩具来玩!”
  “最后还是被我找到了一件宝贝,你猜是什么?”老人说到这儿,眼睛眯成了一道儿缝,诡秘地笑
着,“你绝对想不到,就是手纸!”
  “当时还是用废报纸做手纸,我每次都多要一些,积攒下来,用报纸叠成各种形状,设计成智力玩
具。”回忆起当时发现这个“宝贝”时的情景,方老说,他高兴得几乎发了狂。
  方老称这是关乎生死的发现,否则,他不可能熬过20年的牢狱生活。说着,老人噌地从摇椅上跳起
来,变戏法似地拿出一个用纸叠成的球体玩具:“这就是当年我在牢里设计的,我给它起了个名字叫‘智球
(囚)’,真实的意思是说‘我是一个聪明的囚犯’。”
  出狱以后,方不圆做的第一件事就是恢复在“文革”中被烧掉的所有玩具的图纸和模型,但因为时隔2
0年,许多有价值的玩具再也不可能恢复了。历经磨难,“玩”心不改。退休以后,方老依然痴迷于智力
玩具的研究,用最通俗易懂的方法破解了寇克曼难题,并引起了国际趣味数学界的关注。去年2月,方老
应邀参加了在美国举行的“加德那集会”。“加德那集会”以驰名世界的趣味数学家马丁·加德那的名字命
名,每两年举办一次,研讨与趣味数学有关的话题。在这次集会上,方不圆成了最耀眼的明星,他第一次
公开展示了“寇克曼女生拼盘”,并发表了关于用玩具解开寇克曼难题的论文,使与会的世界级趣味数学家
们叹为观止。更让这些数学家们大开眼界的是方老的代表作——20世纪50年代就设计完成的智力玩
具“伤脑筋的12块”。

                                      得意之作:“伤脑筋的12块”
  方老说,“伤脑筋的12块”是他设计的所有玩具中最有价值的,也是他的成名作。他边说边给记者演
示:他把12块形状各不相同,但体积相等的小木块儿放进许多形状各不相同,但容积相等的匣子里,每
只匣子都正好容纳。原来12块木块的体积之和等于每个匣子的容积,所以每个匣子都能精密地、不多不
少地容纳12块木块。就好比把定量的水倒进等量的各种器皿中,水正好齐口,不浅也不溢。听起来似乎
容易,但实际操作起来可不是那么好玩的。记者尝试好大一会儿,也没能放进去。
  其实这再正常不过了,即使去年在美国当着众多趣味数学家的面,方老也敢说,谁能当场将这12块
木块放进其中任何一只匣子里(当时有130多只匣子),就把全套的玩具送给他,结果没一个人能占到
方老的便宜。
  “伤脑筋的12块”的精妙之处在于,从理论上讲,把12块木块装在一个立体的匣子里,有3000
多种装法,但即使是方不圆,到目前为止也只是“玩”出了300多种方法,所以方老说:“我敢说,我
这‘12块’比魔方好玩,我比匈牙利的鲁比克(魔方的发明人)厉害!玩魔方的兴趣在于会与不会之间,
一旦玩会了,就没有一点意思了,而我的‘12块’不同,越玩越有趣,玩无止境啊!”
  华东师范大学数学教授钱端壮曾评价“12块”说:从数学“图论”的观点看,木块只能有这12种,方
不圆能从实践中摸索出以这些形状的木块作为拼搭的基件,是难能可贵的。他把这些基件拼成立方体或其
他的立体图形,从数学的观点看,涉及到“空间铺地锦”问题,这是数学中尚待开拓的领域。
  著名画家丰子恺对“12块”也颇有兴趣,20世纪50年代就曾撰文夸其“已经超乎玩具之上,与象
棋、围棋相颉颃”。

                                     “谁愿意生产谁拿去”
  “伤脑筋的12块”的价值已经被专家认可,然而,与其价值极不相称的是它始终也没有被市场认可,
真正走进普通百姓的生活,这也是让方不圆老人最伤脑筋的事情。
  “这个名字起得也不好,如果当初叫‘动脑筋的12块’也许它的命运会好些。”老人幽默地说,“‘1
2块’刚问世的时候,社会反响大得很哩!大家写信夸我,我自己也感觉受之无愧;可也有人批评,‘你搞
什么吗?!青少年是祖国的花朵,怎么能伤他们的脑筋呢?’”
  “当时上海一家玩具厂找到我,说想生产‘12块’,给我500元报酬,我说一分钱不要,只要给我
几套产品就行了。结果真的生产出来了,拿到‘上海一百’的柜台上卖,不到一个星期就脱销了。可后来就
惨了,我被打成了‘反革命’。‘反革命’研究的玩具谁还敢卖!从此‘12块’就销声匿迹了。”
  改革开放以后,上海郊区一家乡镇企业也计划生产方老的玩具,甚至玩具厂的名字就叫“方不圆玩具
厂”,可惜好景不长,没过几天就关张散伙了。
  “玩具带给我无穷尽的快乐,陪我过了大半生,可到现在为止,我设计的玩具基本上可以说是我一个人
在玩。你说这究竟是不是我的悲哀?”说到这儿,老人眼里没了神采,默不作声了。
  在方不圆老人家里,记者见到了各式各样的玩具,从外形看,大多都很粗糙,问方老这些玩具都是怎
么个玩法,老人不耐烦地说:“知道给你看,你就要问怎么个玩法,那是我几十年才研究出来的,一句话、
两句话能给你说清楚吗?”房间一个角落里的小桌上,放着凿子、刀子、锤子、小斧子等几十种工具。方老
说,这就是他的玩具车间,所有玩具都是他自己手工生产出来的。
  据方老介绍,这里的玩具至少有40种可以申请专利,但目前只申请了5个,因为没钱。“连这5个,
我也已经放弃专利权了,谁愿意生产随便拿去,只要能让更多的人玩上我设计的玩具,我就心满意足了。
不然放在这里,我还得掏钱‘养’着它们。

       方不圆(1919一2008) ,

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             “活到老,玩到老”的方不圆先生

 毕生致力于思维玩具研究创造的方不圆先生于2008年6月14日病逝,享年90岁。

 方不圆本名方燮生,曾在国立中央大学(今南京大学)读书,解放后在上海当中学语文老师。上世纪50年代,方不圆设计完成智力玩具“伤脑筋的12块”,这套玩具和西方数学家发明的12块拼图游戏一样,但他设计的玩法比之更多更复杂。著名书画家、文学家丰子恺先生曾于1956年9月9日的上海《新闻日报》上刊文高度评价“伤脑筋的12块”,认为这是他所知道的中国的智力玩具中最为复杂的一种,甚至可以和象棋、围棋相媲美。“活到老,玩到老”的方不圆先生一生共发明了30多种智力玩具,5种取得国家发明专利。

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