华容道和鲁班锁

廖红

科技馆是让你的大脑“做体操”的好场所。大脑潛力无穷，千万别让它闲着，去玩玩科技馆中的项目，这些项目个个都能让你变得更聪明哟！

脑力体操的鼻祖 华容道

中国游戏“华容道”和法国人发明的独立钻石棋、匈牙利人发明的魔方被称为“智力游戏界的三大不可思议”。

“华容道”这个游戏来源于著名的三国故事。在赤壁大战中，曹操被孙刘联军的“苦肉计”“火烧战船”打败，被迫退逃到华容道，却又遇上了诸葛亮设下的伏兵。关羽为了报答曹操对他的恩情，明里相逼，暗中退让，终于帮助曹操逃出了华容道。“华容道”这个游戏就是依照“曹瞒兵败走华容，正与关公狭路逢。只为当初恩义重，放开金锁走蛟龙”这一故事情节布置的棋子。

经过多年的传播和演变，今天我们看到的游戏“华容道”的经典样式如下：棋盘有4×5个方格，棋子有10个，其中最大的1个棋子占4个方格，叫曹操;张飞、赵云、马超、黄忠这4员大将各占2个竖着的方格;关羽占2个横着的方格;剩下4个小卒各占1个方格。所有人员各司其职，占据18个方格，大将们对曹操围追堵截，曹操要用空余的2个小小的方格进行周旋，最后顺利从最上部转移到最下部的出口。怎么样，是不是看上去既有趣又复杂？

华容道

科技馆里的华容道

其实，“华容道”中包含着复杂的数学计算，它背后的数学原理，直到今天也还是未解之谜。1952年，中国数学家许莼舫在《数学漫谈》一书中详细分析了“华容道”游戏，给出了100步的解法。经过世界各国大师十几年的努力，游戏解法步骤在一步步减少。1964年，其经典布局“横刀立马”的一个新解法被发现了，只有81步，由美国数学家马丁·加德纳在一本杂志上给出。但这是不是最优解法呢？后来，美国人通过计算机用穷举法证明，81步是最优解法，不可能有步数再少的解法了。最有趣的是，美国人用计算机找到最优解法后，竟然骗中国人说是美国一位著名的博士推理得到的，这位博士是谁呢？他的名字叫作Computer（计算机）！当然，这个谎言很快就被识破啦！

咬在一起的木头——鲁斑锁

鲁班锁相传是春秋时期生活在鲁国的工匠鲁班发明的，也有传说是三国时期诸葛亮发明的，其原理运用了八卦玄学，所以鲁班锁也常被叫作孔明锁、八卦锁。它起源于中国古代建筑中最具特色的工艺——榫卯结构。这把锁貌似简单，其实却奥妙无穷，拆起来容易拼起来难，要是不得要领，你花上一天时间也不一定能再拼上。

我国古代的很多建筑和这神奇的鲁班锁有异曲同工之妙，就是木结构问的连接不用钉子、胶水，完全使用榫卯结构。这些建筑的工艺之精湛、结构问扣合之严密、彼此支撑之牢固，可以说是天衣无缝，令人叹为观止。

榫卯结构的外表在旁人看起来一点儿都不起眼儿，但它却是古代工匠安身立命之本。要想知道一位工匠手艺高低，看看他做的榫卯结构就一目了然啦。很多古代的工匠师傅为了教徒弟，就从建筑中单把一部分结构取出来，让弟子反复练习直到熟记于心，这种木块构造就是鲁班锁的雏形啦！

鲁班锁

现在，作为益智玩具的鲁班锁有多种形式，但其基本原理都一样，都是用中间有缺口的短木彼此咬合，紧密结合成为一个整体。这种玩具体现出浓郁的中华民族传统文化的气息。

小朋友在科技馆认真拼鲁班锁

再告诉大家一个小秘密，中国科学技术馆建筑本身就是一个巨大的鲁班锁形状呢！