李國偉
(中研院數(shù)學(xué)研究所)
崔錫鼎(1645~1715)是活躍于朝鮮王朝肅宗時(shí)期(1674~1720)的文臣,根據(jù)《李朝實(shí)錄》中肅宗四十一年(1715)記載:
癸卯,判中樞事崔錫鼎卒。錫鼎字汝和,號(hào)明谷,文忠公鳴吉之孫。清明愷悌,敏悟絕人。幼從南九萬、樸世采學(xué),刃解氷釋,十二已通《易》,手畫為圖,世稱神童。九經(jīng)、百家,靡不通涉,如誦己言,既貴且老,猶誦讀不輟,經(jīng)術(shù)、文章、言論、風(fēng)猷,為一代名流之宗。以至算數(shù)、字學(xué),隱曲微密,皆不勞而得妙解,頗以經(jīng)綸自期。十登臺(tái)司,以破黨論,收人才為心,以修明《大典》為事。辛巳三箚,受疾于己言人所難拔,趙泰采于枚卜,有大臣風(fēng)。自在小官,上眷殊異,晩而不衰,黨人甚忌之,始以毀經(jīng)侮圣,誣之,終以侍疾不謹(jǐn),構(gòu)之,不得一日安于朝廷,處之晏如,終無幾微見于色,人服其雅度。晩益棲屑,卒于荒野,識(shí)者恨之。然文勝且率爾,不能切深,論治似要而實(shí)泛,不若南九萬之篤實(shí)精確焉。謚文貞,配享太廟庭。[1]
崔錫鼎的《九數(shù)略》[2]成書于肅宗十四年(1688)至肅宗二十一年(1695)之間,全書分4篇:
甲篇內(nèi)容包括:數(shù)原、數(shù)名、數(shù)位、數(shù)象、數(shù)器、數(shù)法;
乙篇內(nèi)容包括:統(tǒng)論四象、四象正數(shù)八法、四象變數(shù)八法;
丙篇內(nèi)容包括:四象變數(shù)四法、九章名義、九章分配四象、四象分配九章、古今算學(xué);
丁篇為附錄,內(nèi)容包括:文算、珠算、籌算、河洛變數(shù)。
對于《九數(shù)略》的總體評(píng)價(jià),可用郭世榮的話作為代表:
總之,《九數(shù)略》是一本具有鮮明思想特點(diǎn)的數(shù)學(xué)著作,書中內(nèi)容反映出作者崔錫鼎所掌握的數(shù)學(xué)知識(shí)相當(dāng)豐富,對數(shù)學(xué)認(rèn)識(shí)水平相當(dāng)高,可以不夸張地說,和同時(shí)代的中國數(shù)學(xué)家水平不相上下,若是在中國,他也無疑是一位重要數(shù)學(xué)家?!保?]
本文關(guān)注的對象是《九數(shù)略》的附錄“河洛變數(shù)”。在這篇附錄里除河圖與洛書兩圖之外,依照順序還收集了四四圖(及陰圖)、五五圖(及陰圖)、六六圖(及陰圖)、衍數(shù)圖(及陰圖)、易數(shù)圖(及陰圖)、九數(shù)圖(及陰圖)、百子圖、百子子數(shù)陰圖、百子母數(shù)陰圖、百子生成純數(shù)圖、百子生成交數(shù)圖、百子陰陽子母錯(cuò)綜圖、天數(shù)用五圖(即河圖五五圖)、地?cái)?shù)用六圖(即河圖六五圖)、河圖四五圖、河圖七五圖、河圖八五圖、河圖九五圖、洛書四九圖、洛書五九圖、洛書六九圖、洛書七九圖、洛書八九圖(即五八井田圖)、洛書九九圖、范數(shù)用五圖、重儀用六圖、章策用七圖、氣策用八圖、重象用九圖、重卦用八圖、候策用九圖、九九母數(shù)變宮陽圖、九九母數(shù)變宮陰圖、九九子數(shù)變宮陽圖、九九子數(shù)變宮陰圖、天數(shù)用五圖、洛書六觚圖。
與宋朝楊輝《緝古摘奇算法》“縱橫圖”一章比較,除了聚六圖外,崔錫鼎引錄了所有其他各圖。其中河圖、洛書、四四圖、五五圖、六六圖、衍數(shù)圖、易數(shù)圖、九數(shù)圖、百子圖名稱均保留,并增補(bǔ)了楊輝未列的九九圖陰圖。此外,首幅天數(shù)五五圖(即河圖五五圖)與楊輝的聚五圖相同,第二幅天數(shù)五五圖則是崔錫鼎自創(chuàng)。氣策用八圖即楊輝的聚八圖、重象用九圖即楊輝的攅九圖、重卦用八圖即楊輝的八陣圖、候策用九圖即楊輝的連環(huán)圖。
以楊輝“縱橫圖”的內(nèi)容來看,所謂縱橫圖的概念應(yīng)該意指在規(guī)則的圖形上標(biāo)以連續(xù)正整數(shù),使得在特定的區(qū)塊里,標(biāo)號(hào)的總和都是一個(gè)定數(shù)。西方所謂的幻方(或稱魔方陣,magic square)便是一類特殊的縱橫圖。將自然數(shù)1,2,3,...,n2放入長寬均有n個(gè)格子的方陣?yán)?,使得每行、每列的和均為某一定?shù)[不難算出此定數(shù)為n(n2+1)/2],稱為半幻方;如果兩條主對角線的和也是同一定數(shù),則稱為幻方。雖然先前研究《九數(shù)略》的人,已注意到崔錫鼎自創(chuàng)的一些圖形,例如孫成功說:“其中若干需要很高的構(gòu)造技巧,具有組合學(xué)意義?!保?]但是整體上,似乎沒有意識(shí)到他有超越楊輝縱橫圖的數(shù)學(xué)成果。孫成功的結(jié)論是:
《九數(shù)略》就數(shù)學(xué)內(nèi)容來說,除了其構(gòu)造的幾個(gè)魔方陣之外,并沒有超越作者所處的時(shí)代?!毒艛?shù)略》的典型意義在于它代表了“儒家明算者”對數(shù)學(xué)的認(rèn)識(shí)和理解。例如崔氏的魔方陣研究跟中國、日本的游戲性研究不同,他研究河洛變數(shù)的目的主要在于借數(shù)的神秘性得到宇宙調(diào)和的法則,體現(xiàn)了象數(shù)神秘主義思想,這在某種程度上被認(rèn)為阻礙了數(shù)學(xué)的發(fā)展。([4],28頁)
其實(shí)“河洛變數(shù)”里的九階方陣(方陣的階數(shù)就是它的行數(shù),也就是列數(shù))暗藏了有趣的組合數(shù)學(xué)性質(zhì),這正是本文所準(zhǔn)備剖析的焦點(diǎn)。在《九數(shù)略》甲篇的第六章“數(shù)法”,講述了用籌算作加、減、乘、除的四法,從而繪出九九母數(shù)名圖、九九母數(shù)象圖(圖1)、九九子數(shù)名圖、九九子數(shù)象圖(圖2)?!昂勇遄償?shù)”里的九階方陣都是從這些圖變化而得。九九母數(shù)名圖每一個(gè)小方格里,放了一個(gè)漢字的二位數(shù)。上面的位置(也就是十位數(shù))稱為綱數(shù),可以看成表示方陣的列數(shù)。下面的位置(也就是個(gè)位數(shù))稱為目數(shù),可以看成表示方陣的行數(shù)。①本文中“行”是指橫行,“列”是指直列。為符合古漢文的排列習(xí)慣,從上向下計(jì)數(shù)方陣的行數(shù),從右向左計(jì)數(shù)方陣的列數(shù)。請注意,現(xiàn)代矩陣符號(hào)使用法是從左向右計(jì)算列數(shù)。九九母數(shù)象圖更可以理解為每個(gè)位置里放了左右兩個(gè)數(shù),左數(shù)為綱數(shù),右數(shù)為目數(shù),而不是每個(gè)位置放了一個(gè)二位數(shù)。這種理解九九母數(shù)圖的觀點(diǎn),比較方便后面的一些有關(guān)方陣的結(jié)構(gòu)分析。至于九九子數(shù)名圖其實(shí)就是一張九九表,它的第m行與第n列的交叉方格里放的就是乘積mn。該圖下方崔錫鼎的說明文字,已經(jīng)明確地?cái)⑹隽诉@些性質(zhì)。
“河洛變數(shù)”里的九階方陣共有6種:九數(shù)圖、九數(shù)陰圖、九九母數(shù)變宮陽圖、九九母數(shù)變宮陰圖、九九子數(shù)變宮陽圖、九九子數(shù)變宮陰圖。其中以九九母數(shù)變宮陽圖的數(shù)學(xué)內(nèi)涵最為豐富,圖3的左邊是崔錫鼎的原圖(最后一列跨頁出現(xiàn)),而右邊是用現(xiàn)代數(shù)碼表示出來的方陣,下文里稱此方陣為M,而放在第i行第j列的元素記做mi,j。
圖3 九九母數(shù)變宮陽圖與方陣M
崔錫鼎針對此圖寫的說明如下:
從衡皆得九十?dāng)?shù),總積八百一十母數(shù)。本宮圖即甲編母數(shù)名圖,此圖自本宮圖而一變,橫看從看九數(shù)無一重復(fù)者。
如果每個(gè)方格里的數(shù)字當(dāng)作一個(gè)二位數(shù)來看,那么每一橫行數(shù)字的總和并不是90。而且原來九九母數(shù)名圖里就沒有重復(fù)出現(xiàn)的數(shù)字,此處應(yīng)不值得特別指出“橫看從看九數(shù)無一重復(fù)者”。但是如果把每個(gè)二位數(shù)看成左右兩個(gè)數(shù)碼,那么每一橫行(或每一直列)左邊十位數(shù)的數(shù)碼是從1到9,右邊的個(gè)位數(shù)碼也是從1到9,恰好“橫看從看九數(shù)無一重復(fù)者”。1到9的總和是45,所以每行(或每列)18個(gè)數(shù)碼總和恰為90,于是九行(或九列)中所有數(shù)碼的總和就剛好是810。崔錫鼎觀察到的“橫看從看九數(shù)無一重復(fù)者”的性質(zhì),是一項(xiàng)中國古代縱橫圖制作中,未曾被人注意到的規(guī)律。這項(xiàng)規(guī)律符合西方數(shù)學(xué)所謂“拉丁方陣”(latin square)的特性。
拉丁方陣是一種特殊的n階方陣,它的n2個(gè)位置恰由n種不同元素所占據(jù),并且每種元素在每一行或每一列里都恰好出現(xiàn)一次。通常我們用數(shù)字1,2,3,…,n表示那n種不同的元素。西方最早有系統(tǒng)研究拉丁方陣的數(shù)學(xué)家是歐拉(Leonhard Euler,1707~1783),他在1776發(fā)表了第一篇討論拉丁方陣的短文De quadratismagicis(英譯本On magic squares.http://arxiv.org/abs/math/0408230),又在1782發(fā)表了篇幅甚長的Recherches sur une nouvelle espèce de quarrésmagiques(英譯本 Investigations on a new type of magic square.http://eulerarchive.maa.org/docs/translations/E530.pdf)。歐拉引進(jìn)并深入研究拉丁方陣的目的,在于利用拉丁方陣制造幻方。為了達(dá)成這項(xiàng)目地,他另外引入了“希臘拉丁方陣”(graeco-latin square)。一個(gè)n階希臘拉丁方陣的每個(gè)位置上都放了一對元素,它們可區(qū)分為左元素與右元素。所有左元素構(gòu)成的n階方陣是一個(gè)拉丁方陣,所有右元素構(gòu)成的n階方陣也是一個(gè)拉丁方陣。最重要的條件是n2個(gè)位置里出現(xiàn)的元素對,沒有兩組是完全相同的[注意(a,b)與(b,a)是相異的元素對]。一般而言,任何兩個(gè)拉丁方陣如果滿足這個(gè)條件,就稱它們是彼此正交的(orthogonal)。所以一個(gè)希臘拉丁方陣恰好可看成是兩個(gè)正交拉丁方陣所迭合而成。為了紀(jì)念歐拉的重大貢獻(xiàn),希臘拉丁方陣也稱為“歐拉方陣”。歐拉從一個(gè)n階以數(shù)字構(gòu)成的希臘拉丁方陣導(dǎo)出幻方的方法如下:首先把每一個(gè)數(shù)對(a,b)對應(yīng)到正整數(shù)(a-1)n+b,這個(gè)對應(yīng)在本文中稱為“標(biāo)準(zhǔn)映射”。經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)映射得到的方陣一定是半幻方,但并不必然產(chǎn)生幻方。如果原來的希臘拉丁方陣制作得夠巧妙,使得兩條主對角線經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)映射后也達(dá)到定和,那才能造出幻方。
崔錫鼎的方陣M其實(shí)可以看成是一個(gè)歐拉方陣,它是由左數(shù)碼構(gòu)成的方陣L與右數(shù)碼構(gòu)成的方陣R迭合而成。圖4繪出L與R,圖5繪出標(biāo)準(zhǔn)映射把M對應(yīng)到的幻方。
崔錫鼎在錄用楊輝的縱橫圖時(shí),當(dāng)然理解幻方的規(guī)律,然而“河洛變數(shù)”通篇未明示可由九九母數(shù)變宮陽圖,經(jīng)過一定的程序得到幻方。韓國學(xué)者早在1993年便認(rèn)為崔錫鼎通過正交拉丁方陣制作了九階的幻方[5],也注意到方陣M里每一橫行的數(shù)字從左念到右跟從右念到左完全相同,也就是說每行都是回文(palindrome),所以圖4中L與R為對稱的鏡像[6]。其實(shí)比較平實(shí)的看法是這些都算是崔錫鼎方陣的現(xiàn)代解讀。崔錫鼎也許未曾意識(shí)到自己創(chuàng)作的深層數(shù)學(xué)內(nèi)涵,但是在韓國學(xué)者的解讀之外,崔錫鼎的方陣還可挖掘出更多有趣的性質(zhì)。
首先觀察L與R的中心數(shù)字都是5,而且以中心點(diǎn)對稱的兩個(gè)位置上的數(shù)字總和均為10。所以回到M里,以中心點(diǎn)對稱的兩個(gè)位置上的數(shù)字總和均為110,包括中心數(shù)字55的兩倍也是110。
其次,對于任何i(1 ≤i≤4),假如同時(shí)把{mi,i,m10-i,10-i},{mi,5,m10-i,5},{m5,i,m5,10-i},{mi,10-i,m10-i,i}這四組內(nèi)的一對元素對調(diào)位置,就可得一個(gè)新的歐拉方陣(稱之為Mi),而且每個(gè)Mi可經(jīng)由標(biāo)準(zhǔn)映射對應(yīng)到一個(gè)幻方。圖6以M1與M2為例,顯示對角對邊交換后的結(jié)果。
圖6 M經(jīng)對角對邊交換后的M1與M2
九九母數(shù)變宮陽圖最出人意表的性質(zhì)如下:把方陣M由上而下從正中剖開為左右兩個(gè)方陣,也就是把第五列的各個(gè)元素的十位數(shù)歸入左邊方陣,而個(gè)位數(shù)歸入右邊方陣。左右方陣分別稱為L'與R'(圖7),把它們迭合到一起,居然成為圖8里的歐拉方陣M',也就是說L'與R'是相互正交的拉丁方陣。M'沒有M那么完美之處,是在標(biāo)準(zhǔn)映射之后,它并不能得到幻方。這種從正中剖開為左右兩個(gè)正交拉丁方陣的性質(zhì),也適用于前一段所引進(jìn)的方陣Mi(1≤i≤4),它們同樣不能在標(biāo)準(zhǔn)映射下得到幻方。
圖7 把方陣M從正中剖開為左右兩個(gè)方陣L'與R'
崔錫鼎在“河洛變數(shù)”里并沒有說明如何造出九九母數(shù)變宮陽圖。使用現(xiàn)代矩陣論的符號(hào)與觀念,我們曾經(jīng)提出一種以洛書為基礎(chǔ)的構(gòu)造法[7]。現(xiàn)在我們可以用更為符合洛書精神的方式來解釋M的構(gòu)造法。圖9左邊是1到9按照從上到下由右至左的排列,右邊的洛書可看成是左邊按照數(shù)字的大小依箭頭順序排出。這個(gè)順序在道士步罡踏斗時(shí)稱為“禹步”[8],在縱橫圖的研究上有稱之為“洛書范型”[9],本文中就稱之為“洛書順序”。
圖1右邊的九九母數(shù)方陣可以劃分成九宮,使得每宮里是一個(gè)九階小方陣。然后把這些小方陣按照洛書順序排列,圖10左邊只顯示出頭三個(gè)小九階方陣在洛書順序下所占的位置。之后,把每個(gè)九階小方陣再按洛書順序排列它的九個(gè)元素,就會(huì)得到方陣M,圖10右邊也只顯示左邊三個(gè)小方陣的排列結(jié)果。我們稱這種構(gòu)造的方法為“整塊雙重洛書順序移動(dòng)法”,簡稱“塊洛書法”。利用塊洛書法雖然很快造出九九母數(shù)變宮陽圖,但是用矩陣方法卻順便可證明新觀察出來方陣M所滿足的一些特性。①Swetz在([10],圖7.25)中使用“塊洛書法”造出本文圖5的幻方,不過Swetz對于崔錫鼎的工作并無所悉。
圖10 部分顯示整塊雙重洛書順序移動(dòng)法的兩個(gè)步驟
在九九母數(shù)變宮陽圖之后,崔錫鼎緊接著給出九九母圖變宮陰圖(圖11左圖)。他的說明是:
共積上同。從衡及九宮皆得九十?dāng)?shù)。九宮之內(nèi),每行三子皆得三十?dāng)?shù)。陽圖則九宮數(shù)多少不齊,此圖視陽圖尤妙,允符洛書之?dāng)?shù)。
我們首先注意到,如果把九九母數(shù)變宮陰圖的十位數(shù)與個(gè)位數(shù)分別放入九階方陣,兩個(gè)方陣都沒有滿足拉丁方陣的要求。而且此圖經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)映射后,并不會(huì)得到幻方。九九母數(shù)變宮陰圖可以畫為九宮,每宮內(nèi)每行六個(gè)數(shù)碼和是30。九九母數(shù)變宮陽圖第i行的數(shù)字,都出現(xiàn)在圖11右圖所示九宮的標(biāo)號(hào)i位置。圖11右圖其實(shí)是在洛書里,以中心對稱的各對數(shù)字交換所得。除了第3、7、9宮外,其他各宮依數(shù)字大小走出的順序,若不是洛書順序,就是洛書順序左右交換后的順序。上述總和30之?dāng)?shù),恰為洛書每行總和15的倍數(shù),崔錫鼎也許因而認(rèn)為“此圖視陽圖尤妙,允符洛書之?dāng)?shù)。”崔錫鼎在建造這個(gè)九階方陣時(shí),沒有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)刈袷芈鍟樞?,也許因此他錯(cuò)失了原本可以更好的構(gòu)造。
圖11 九九母圖變宮陰圖
假如我們把九九母數(shù)變宮陽圖第i列的數(shù)字,放入洛書九宮里標(biāo)號(hào)i的位置,并且再按洛書順序排成一個(gè)小九宮,整個(gè)合并起來就成為一個(gè)九階方陣(圖12)。我們稱這種構(gòu)造的方法為“整列雙重洛書順序移動(dòng)法”,簡稱“列洛書法”。每個(gè)小九宮里的三階方陣,它的每行、每列、兩主對角在線的數(shù)碼和都是30。我們造的這個(gè)改良的九九母數(shù)變宮陰圖,經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)映射之后會(huì)得到幻方。崔錫鼎沒有作出這個(gè)性質(zhì)更好的方陣,一個(gè)可能是他并沒有系統(tǒng)地應(yīng)用雙重洛書順序法,另一個(gè)可能是他并沒有從九九母數(shù)變宮陽圖體會(huì)出所對應(yīng)的幻方,所以他在作陰圖時(shí)也就沒有計(jì)較所得的方陣能否變換成幻方了。
假如我們拿九九母數(shù)變宮陽圖的各行仿照上法去作,也會(huì)得到一個(gè)九階方陣。我們稱這種構(gòu)造的方法為“整行雙重洛書順序移動(dòng)法”,簡稱“行洛書法”。構(gòu)造出的九宮中,各小方陣的諸行諸列數(shù)碼和也是30,但是對角在線的數(shù)碼和不盡然是30。這個(gè)九階方陣在標(biāo)準(zhǔn)映射下仍然會(huì)得到幻方。
圖12 改良的九九母數(shù)變宮陰圖
在九九母數(shù)變宮陰圖之后,就是九九子數(shù)變宮陽圖(圖13)。此圖是從九九子數(shù)圖(圖2)按照行(或列)洛書法得來,因此劃分為九宮之后,每個(gè)小宮都是洛書的倍數(shù)。依崔錫鼎的話來說:
從衡二百二十五。共積二千二十五,經(jīng)緯錯(cuò)綜之妙不可其述。此圖分為九宮,即是洛
書之?dāng)?shù)。
從這樣的造法可推論出九九子數(shù)變宮陽圖是一個(gè)廣義幻方,也就是它的每行、每列、兩主對角在線數(shù)字的和都相等。本來九九子數(shù)圖是一個(gè)乘法表,經(jīng)過這種變換后,成為一個(gè)滿足加法上定和性質(zhì)的廣義幻方,像這種連結(jié)乘法性質(zhì)與加法性質(zhì)的構(gòu)型,在古代數(shù)學(xué)里十分罕見,因而也特別有趣。
圖13 九九子數(shù)變宮陽圖
緊接著九九子數(shù)變宮陽圖是九九子數(shù)變宮陰圖(圖14)。此圖如果以右上到左下的對角線作為軸線,則方陣的上左半與下右半是對稱的。此圖也是一個(gè)半幻方,每行每列的數(shù)字和都是225。崔錫鼎對此圖說明如下:共積上同。從衡皆得二百二十五數(shù)。右四圖九九變數(shù)以上即倍加通乘之?dāng)?shù)。此圖即自本宮而一變者,自一至八十一為脊,左右分排,井井不紊。
圖14 九九子數(shù)變宮陰圖
因?yàn)樵诰啪抛訑?shù)圖中,如果i≠j,則ij與ji各出現(xiàn)一次,所以在滿足對稱的要求下,只有完全平方數(shù)會(huì)出現(xiàn)在右上到左下的對角在線。1到81共有九個(gè)完全平方數(shù),不過它們并沒有按順序由小排到大。其實(shí)九九子數(shù)變宮陰圖的行與列加以重排,可以得到圖15里更加整齊的形式,使得所有完全平方數(shù)都依順序出現(xiàn)在對角在線。崔錫鼎是依照什么樣的法則構(gòu)造出九九子數(shù)變宮陰圖,仍有待研究。
圖15 重排的九九子數(shù)變宮陰圖
崔錫鼎在“河洛變數(shù)”里的九數(shù)圖(圖16右圖),就是楊輝《緝古摘奇算法》“縱橫圖”里的九數(shù)圖。它不僅本身是一個(gè)幻方,它的九宮也都是廣義幻方。九數(shù)圖的作法可由圖16左圖出發(fā),然后用行洛書法就能完成。我們也可以從圖1的九九母數(shù)圖出發(fā),用行洛書法得出一個(gè)方陣,然后施以標(biāo)準(zhǔn)映射,結(jié)果同樣是九數(shù)圖。
圖16 用行洛書法可將左圖轉(zhuǎn)換為右方九數(shù)圖
崔錫鼎的九數(shù)陰圖(圖17右圖,崔錫鼎原圖中5與37應(yīng)對調(diào))是另外一個(gè)幻方,他說:
從衡三百六十九數(shù)。分為九宮,每宮亦得右數(shù)。每宮一行三子各得一百二十三,從衡皆然,此非九九合數(shù),乃一至八十一數(shù)。楊輝有陽圖而無陰圖,故新定,此圖條理齊整,視輝尤妙。
不僅每行每列與兩條主對角在線數(shù)字和為369,每小宮均為半幻方,而每小宮里九個(gè)數(shù)字和也剛好是369,因此崔錫鼎自認(rèn)此圖的巧妙更勝過楊輝的九數(shù)圖。崔錫鼎并沒有講他如何得到這個(gè)更高明的圖,但是如果我們把此圖當(dāng)作是某個(gè)方陣經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)映射得來,也就是把標(biāo)準(zhǔn)映射的逆映射作用在此圖上,便可得到圖17左圖。此圖與九九母數(shù)變宮陰圖相當(dāng)類似,它的每個(gè)小宮都可從圖11左圖對應(yīng)的小宮,經(jīng)過對稱或旋轉(zhuǎn)得到。
圖17 左圖經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)映射得右方九數(shù)陰圖
從以上的解讀里,我們可以看出崔錫鼎“河洛變數(shù)”里的各種方陣,以九階中除九數(shù)圖之外的各圖最有原創(chuàng)性,也蘊(yùn)藏了最豐富的數(shù)學(xué)內(nèi)涵。也許崔錫鼎本人并未理解到這些較深刻的意義,但是在我們適當(dāng)?shù)慕庾x后,甚至可以促進(jìn)發(fā)展新的問題與新的研究。例如:(1)除了九九變宮陽圖外,一般而言有哪些奇數(shù)階歐拉方陣可以從正中剖開,分成左右兩個(gè)相互正交的拉丁方陣?(2)嘗試把九九子數(shù)陰圖推廣到一般的n階乘法表,也就是說給定一個(gè)n階方陣,它的第一行與第一列依序放入1,2,…,n,而方陣的(i,j)位置放入乘積ij,這樣一個(gè)n階乘法表可否加以重新排列,使得排列后以主對角線對稱,并且每行每列數(shù)字的和都是定數(shù)?這是一個(gè)很有意思的“古為今用”的組合數(shù)學(xué)問題,之前似乎未見有人提出。①當(dāng)n=4k+2的形式時(shí),這種方陣是不存在的。當(dāng)n是4的整倍數(shù)時(shí),李渭天證明這種方陣肯定存在。并且在不要求以主對角線為對稱的情形下,甚至可造出廣義幻方。當(dāng)n=5,7,8時(shí),李國偉、李渭天、劉德芬都構(gòu)造出這種方陣,而且主對角在線的數(shù)字是依序排列。至于在最一般的情形下,此問題尚未完全解決。
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