華容道和魯班鎖

廖紅

科技館是讓你的大腦“做體操”的好場所。大腦潛力無窮，千萬別讓它閑著，去玩玩科技館中的項目，這些項目個個都能讓你變得更聰明喲！

腦力體操的鼻祖 華容道

中國游戲“華容道”和法國人發明的獨立鉆石棋、匈牙利人發明的魔方被稱為“智力游戲界的三大不可思議”。

“華容道”這個游戲來源于著名的三國故事。在赤壁大戰中，曹操被孫劉聯軍的“苦肉計”“火燒戰船”打敗，被迫退逃到華容道，卻又遇上了諸葛亮設下的伏兵。關羽為了報答曹操對他的恩情，明里相逼，暗中退讓，終于幫助曹操逃出了華容道。“華容道”這個游戲就是依照“曹瞞兵敗走華容，正與關公狹路逢。只為當初恩義重，放開金鎖走蛟龍”這一故事情節布置的棋子。

經過多年的傳播和演變，今天我們看到的游戲“華容道”的經典樣式如下：棋盤有4×5個方格，棋子有10個，其中最大的1個棋子占4個方格，叫曹操;張飛、趙云、馬超、黃忠這4員大將各占2個豎著的方格;關羽占2個橫著的方格;剩下4個小卒各占1個方格。所有人員各司其職，占據18個方格，大將們對曹操圍追堵截，曹操要用空余的2個小小的方格進行周旋，最后順利從最上部轉移到最下部的出口。怎么樣，是不是看上去既有趣又復雜？

華容道

科技館里的華容道

其實，“華容道”中包含著復雜的數學計算，它背后的數學原理，直到今天也還是未解之謎。1952年，中國數學家許莼舫在《數學漫談》一書中詳細分析了“華容道”游戲，給出了100步的解法。經過世界各國大師十幾年的努力，游戲解法步驟在一步步減少。1964年，其經典布局“橫刀立馬”的一個新解法被發現了，只有81步，由美國數學家馬丁·加德納在一本雜志上給出。但這是不是最優解法呢？后來，美國人通過計算機用窮舉法證明，81步是最優解法，不可能有步數再少的解法了。最有趣的是，美國人用計算機找到最優解法后，竟然騙中國人說是美國一位著名的博士推理得到的，這位博士是誰呢？他的名字叫作Computer（計算機）！當然，這個謊言很快就被識破啦！

咬在一起的木頭——魯斑鎖

魯班鎖相傳是春秋時期生活在魯國的工匠魯班發明的，也有傳說是三國時期諸葛亮發明的，其原理運用了八卦玄學，所以魯班鎖也常被叫作孔明鎖、八卦鎖。它起源于中國古代建筑中最具特色的工藝——榫卯結構。這把鎖貌似簡單，其實卻奧妙無窮，拆起來容易拼起來難，要是不得要領，你花上一天時間也不一定能再拼上。

我國古代的很多建筑和這神奇的魯班鎖有異曲同工之妙，就是木結構問的連接不用釘子、膠水，完全使用榫卯結構。這些建筑的工藝之精湛、結構問扣合之嚴密、彼此支撐之牢固，可以說是天衣無縫，令人嘆為觀止。

榫卯結構的外表在旁人看起來一點兒都不起眼兒，但它卻是古代工匠安身立命之本。要想知道一位工匠手藝高低，看看他做的榫卯結構就一目了然啦。很多古代的工匠師傅為了教徒弟，就從建筑中單把一部分結構取出來，讓弟子反復練習直到熟記于心，這種木塊構造就是魯班鎖的雛形啦！

魯班鎖

現在，作為益智玩具的魯班鎖有多種形式，但其基本原理都一樣，都是用中間有缺口的短木彼此咬合，緊密結合成為一個整體。這種玩具體現出濃郁的中華民族傳統文化的氣息。

小朋友在科技館認真拼魯班鎖

再告訴大家一個小秘密，中國科學技術館建筑本身就是一個巨大的魯班鎖形狀呢！