【Sonic π】電聲學之電路學《四》之《 V!!》

玉連環

玉連環

九連環

九連環

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Baguenaudier

戰國策‧卷十三

齊閔王之遇殺,其子法章變姓名,為莒太史家庸夫。太史敫女,奇法章之狀貌,以為非常人,憐而常竊衣食之,與私焉。莒中及齊亡臣相聚,求閔王子,欲立之。法章乃自言於莒。共立法章為襄王。襄王立,以太史氏女為王后,生子建。太史敫曰:『女無謀而嫁者,非吾種也,汙吾世矣。』終身不睹。君王后賢,不以不睹之故,失人子之禮也。

襄王卒,子建立為齊王。君王后事秦謹,與諸侯信,以故建立四十有餘年不受兵。

秦始皇嘗使使者遺君王后玉連環,曰:『齊多知,而解此環不?』君王后以示群臣,群臣不知解。君王后引椎椎破之,謝秦使曰:『謹以解矣。』

及君王后病且卒,誡建曰:『群臣之可用者某』。建曰:『請書之。』君王后曰:『善。』取筆牘受言。君王后曰:『老婦已亡矣!

君王后死,後后勝相齊,多受秦間金玉,使賓客入秦,皆為變辭,勸王朝秦,不脩攻戰之備。

卓文君』為四川臨卭巨商卓王孫之女,姿嬌貌美,精通音律,善彈琴,富文采。司馬相如到卓王孫家裡赴宴,聞知『文君新寡』,便奏了一曲《鳳求凰》,於是夜『連夜私奔』逃到了成都。

傳說她倆也曾過得幾年鴛鴦生活,據聞當司馬相如在長安,被封為中郎將時,自覺身份已是不凡,興起休妻的念頭,便寫了一封『數字信』︰一二三四五六七八九十百千 萬;且囑送信人必得帶回『回信』。冰雪聰明『卓文君』頓然識破乃『無億』也,是『無憶』又『無意』的啊!於是回了封《怨郎詩》給司馬相如:

一別之後,二地相思,只說三四月,又誰知五六年。七弦琴無心彈,八行書無可傳,九連環從中折斷,十里長亭望眼欲穿。百思量,千繫念,萬般無奈把郎怨。萬語千言說不完,百無聊賴十依欄,重九登高看孤雁,八月中秋月圓人不圓。七月半燒香秉燭問蒼天,六月伏天人人搖扇我心寒。五月石榴如火偏遇陣陣冷雨澆花端,四月枇杷未黃我欲對鏡心意亂,三月桃花隨水轉,飄零零,二月風箏線兒斷。噫,郎呀郎,巴不得下一世你為女來我為男。

這一千古奇聞,至今考證不完。

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西京雜記
眉色如望遠山,
臉際常若芙蓉,
肌膚柔滑如脂。

白頭吟》卓文君

皚如山上雪,  皎若雲間月。
聞君有兩意,  故來相決絕。
今日斗酒會,  明旦溝水頭。
躞蹀御溝上,  溝水東西流。
淒淒復淒淒,  嫁娶不須啼。
願得一心人,  白頭不相離。
竹竿何嫋嫋,  魚尾何簁簁。
男兒重意氣,  何用錢刀為。

於是乎『九連環』出自何時何處誰人之手,眾說紛紜『莫宰羊』矣。『惠施』一句【連環可解也。】是『可解』是『不可解』的呢?『攻玉石』而得『玉連環』本來自『一石』,秦國之意明矣,非在問『』,以『技力』『』之也,而『君王后』引『』『』之,是知其『不可解』,寧可『玉碎』以為之『』,乃『不畏刀兵』之意也明矣。一九三一年時,『哥德爾』發表了兩條『哥德爾不完備定理』︰

一、任何『相容』的形式系統,只要蘊涵著『皮亞諾算術公理』,就一定可以在之中構造出體系裡既『不能證明』也『不能否證』的『命題』,也就是說那個體系是『不完備』的。

二、任何『相容』的形式系統,只要蘊涵著『皮亞諾算術公理』,它就無法用此來證明它自身的『相容性』。

由此看來若是『連環』出自『天工』,自是『無縫而成』,自然就『無可解』,那麼『惠施』的時代果真已有『九連環』的嗎?假使那時真有『九連環』的話,『惠施』此言又在說什麼呢??或許以『名家思辨』揣想『既然可以成連環,必然可之解連環』,也許這就是『惠施』所說的【連環可解也。】之理的吧!這個『順逆操作觀』就是理解『九連環數學』的關鍵。據聞,西方人多以為『九連環』是『諸葛孔明』所作,因他經年帶兵打仗,為排遣妻子寂寞而發明。之後,那個講『梵天寺』之『浮屠』── 塔 ──的傳說之法國數學家『Édouard Lucas』最早用『二進制』觀點,給出了 n 連環的最少步驟之『一般解』︰

a(n) = \begin{cases} \frac{2^{n+1}-2}{3}, & \text{when }n\text{ is even,}\\ \frac{2^{n+1}-1}{3}, & \text{when }n\text{ is odd.}\end{cases}

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解之前

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解之中

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解之後

就讓我們略探一下『九連環』之奧妙的吧!假使用『圖靈機』的『狀態操作觀』來看,『N 連環』的『狀態』可以用 [r_n, r_{n-1}, \cdots , r_k, \cdots, r_1] 所表示, r_k = 0 代表 k位置』上『無環』,r_k = 1 就是說 k位置』上『有環』。依其『形制』,除了『第一環』它隨時可以『套上柄[r_n, r_{n-1}, \cdots , r_k, \cdots, r_2, 1] 或是『卸下柄[r_n, r_{n-1}, \cdots , r_k, \cdots, r_2, 0]之外。『其餘環i 皆得只有『前環在i-1,又得『其前無環』方得『上、下』,也就是說 k 環之上下,必得於 [r_n, r_{n-1}, \cdots , r_k, 1, 0, \cdots, 0, 0] 之時。於是乎,欲解『N 連環』就得要『倒著解』,必先將『最後環』來『卸下柄』,再『及其次』以至於『至其一』而後『』。

古有『口訣』言︰相『陰陽』始『陰陽』,續用『陽陰』交互使,下下上上『有時盡』,千重連環『終可解』!!

若問『步數』是『幾何』?欲解『第 N 環R_n 須先解前『N – 2 之環R_{n-2},至此僅存『二連環』,故可『卸下』那『第 N 環』 ,一過此步 +1 祇剩 N-1 之『那一環』 ,欲解之,又得『套上』前『N – 2 之環R_{n-2} 那些環,後再解此下『N-1 之連環R_{n-1} 的啊!由是故得

R_n = R_{n-2} + 1 + R_{n-2} + R_{n-1}

。 今已知『若一環R_1 = 1,『若二環R_2 = 2,依『遞迴關係式』 recurrence relation 求解法,可得

-\frac{1}{6} \cdot {(-1)}^n + \frac{2}{3} \cdot 2^n - \frac{1}{2}

。讀者自可『驗證』所謂古之口訣之『無誤』的吧! 也可得『Édouard Lucas』的『一般解』的吧!!