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标题: 游戏华容道的历史与解法 [打印本页]

作者: 大烟头    时间: 2006-6-12 18:30:42     标题: 游戏华容道的历史与解法

摘自:http://qzc.zgz.cn/huarongdao1.htm

游戏华容道的历史(一)

北京世界数学家大会(2002)

游戏华容道的故事来源是三国演义中关云长义释曹操。但是这个游戏的起源,却不是一般人认为的是“中国最古老的游戏之一”。实际上它的历史可能很短。

姜长英在他所著《科学思维锻炼与消遣》中说,“估计它的历史只不过有几十年。从前人的笔记中没有发现有玩具华容道的记载。”姜先生自己是在1943年夏第一次看到这个玩具。目前所见到关于华容道最早的文字记载就是姜先生1949年出版的《科学消遣》。

据西北工业大学林德宽教授说,他在1938年在陕西省城固县的乡下见过小孩玩用纸片做的华容道。

20世纪50年代,苏州师大的许莼舫先生的《趣味数学》详细分析了华容道游戏,给出了100步的解法。

文革期间,华容道游戏已经相当流行。

2002年崔乐泉所著《忘忧清乐——古代游艺文化》中对中国古代种种游戏玩具作了介绍,其中有七巧板可九连环,却没有华容道。

由此可见,在没有新的历史资料发现之前,华容道的历史不超过几十年的说法是可信的。


作者: 大烟头    时间: 2006-6-12 18:39:57

游戏华容道的历史(二)

华容道游戏属于滑块类游戏,就是在一定范围内,按照一定条件移动一些称作“块”的东西,最后满足一定的要求。如下例。

滑块类游戏究其起源,最早的可以说是中国古代的“重排九宫”。那应该是产生于出现河图洛书的时代,有数千年历史。

http://qzc.zgz.cn/Madias/luoshu9.swf

1865年,西方出现“重排十五”游戏,特别是萨姆.洛伊德在1878年推出“14-15”游戏,风行一时。

http://qzc.zgz.cn/Madias/samloyd1415.swf

此后,各种各样的滑块类游戏不断涌现。哈代(L.W.Hardy)发明三角旗游戏并在1909年取得专利。

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再往后,法国出现红鬃烈马游戏。

烈马
可以设想,这个游戏传到中国,本土化成为华容道游戏。


作者: 大烟头    时间: 2006-6-12 18:42:13

华容道游戏的解法(一)

最早系统研究游戏华容道的是苏州大学数学教授许莼舫先生。1952年,他在《数学漫谈》中对这个游戏作了详细的分析,总结出8条规则。这8条可以归纳为以下4点:

1,四个小兵必须两两在一起,不要分开;

2,曹操,关羽,大将移动时前面应有两个小兵开路;

3,曹操移动时后面还应有两个小兵追赶;

4,以下三种状况,其中各块都可局部(不妨碍其他地方)任意移动。

在此基础上,许莼舫提出了100步解法。下就是许先生的解法,可能由于初始状况的不同,这里只需要98步。

后来,美国一个律师托马斯.莱曼(Thomas B.Lenann)发现一个新的解法,由加德纳公布在1964年3月《科学美国人》上,有81步,称加德纳解法。

http://qzc.zgz.cn/Madias/huarongdao.swf


作者: 大烟头    时间: 2006-6-12 18:43:05

华容道游戏的解法(二)

游戏华容道有不同的开局,根据5个矩形块的放法分类,除了5个都竖放是步可能的以外,有一横式,二横式,三横式,四横式,五横式。下面举几个例子。

研究华容道游戏,除了其历史外,至少有以下几个问题:

1,有多少种开局;

2,判断有解;

3,给出最优解;

4,计算机求解。

因此,华容道是个数学游戏。

国内国外都有一些华容道的爱好者研究者。姜长英先生1985年发起组织“华容道研究会”,他们有了不少结果。特别是原北京工业学院副院长齐尧的网络研究,可以说完全解决了华容道游戏方法。他研究了一横式华容道的各种关键状态共54图,找出其间关系,画出关系图。于是任何一横式华容道都可以经少数几步到达某一个关键状态,其解法也就给出了。对二横式,三横式,四横式,他也都画出了关系图。

用计算机解决华容道游戏,http://www.math.sdu.edu.cn/html/sxjm/examples/ex5.htm上有这样的说法:“笔者编制的软件HRDE的贡献是成功地实现了一种系统搜索(Systematic searching)算法,它能在较短时间内,对用户摆放的任何一种布局判断是否有解。如果有解,则解出它的最少步法。然后,它会在屏幕上用动画方式移动棋子以显示它的运算方法。也可以用一连串的图形来静止地显示每一步的走法,便于用户仔细地观察研究。一般情况下,在已经很普及的IBM486计算机上解一道题仅需要一两分钟,在较慢的286计算机上则大约需要十几分钟。根据它的算法的原理可以肯定,它推导出的结果是绝对可信的。也就是说,它所解出的走法一定是该布局的最少步法。 ”

华容道游戏又有很多发展,在国内外产生了很多类似的游戏。如推箱子游戏。

推箱子游戏出现在计算机中最早起源于1994年台湾省李果兆开发的仓库世家,又名仓库番,箱子只可以推, 不可以拉, 而且一次只能推动一个, 胜利条件就是把所有的箱子都推到目的地 。现在网上有很多种推箱子游戏。


作者: 大烟头    时间: 2006-6-12 18:47:03

这是个很令人失望的资料[em06],原来华容道不是中国人发明的。。。
作者: 慧通    时间: 2006-6-12 19:43:44

华容道游戏也有叫“捉放曹”,文革中改名叫“船坞调度”,也许国外叫“推箱子”,通俗的又叫“滑块”。

如果类似火车调度,叉道进退调度方式,平面上可以有弧道的出现,这与横竖向推移有所不同的一种玩法。

[此贴子已经被作者于2006-6-12 19:48:17编辑过]


作者: 大烟头    时间: 2006-6-15 21:40:20

以下是引用qzongci在2005-12-21 11:25:16的发言:

关于九连环从任意一个状态到任意另一个状态需要多少步的问题,可以根据这两个状态,转换成二进制数,再转换成十进制数,两数的差就是需要的步数。还可以计算出简单步数。我在我的网页中有详细的分析,请大家参考。http://funmath.webplus.com.cn
九连环电脑游戏的制作者秦宗慈2005.12.22

qzongci你好,您就是本文作者秦宗慈吧,欢迎来到这论坛来。

您整理的这些华容道资料,对我们这些喜欢智力玩具的人来说是很需要的。虽然我对华容道的起源感到很失望,但我们也要面对现实。

华容道除了横刀立马是盗版于法国出现红鬃烈马游戏,其它的层层设防、插翅难飞等20几关应该是中国人发扬光大的吧?

这插翅难飞一关也很难啊,我想了两天才玩出来的。




这层层设防一关太难了,我到今天是玩这关第三天了,还是没想出来!我知道在这游戏软件中有答案,但我喜欢自己想,看答案就没意思了。


另外想问一下,我以前看过资料说“重排十五”游戏14与15是不可能对换的,到底行不行啊?我是玩不出来的。



附件: [游戏华容道的历史与解法] cejhV5Wl.jpg (2006-6-15 21:30:15, 33.95 KB) / 下载次数 115
http://bbs.mf8-china.com/forum.php?mod=attachment&aid=NTM1NXxmYTNkMzM4NHwxNzMyOTAyMDM0fDB8MA%3D%3D

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作者: 大烟头    时间: 2006-6-15 21:52:31

这是G老师找来的华容道几个游戏软件,很不错的。大家可试试。

陈为强的与李智广的两种计步是不一样的,李智广的计步应该是更标准一点,横刀立马最少步是81步。陈为强的那种有每关的名称也很好。

1、 葛永 的 华容道工具
2、 陈为强 的 华容道 1.1

3、 李智广 华容道工具,这个解压比较麻烦:

请大家对下面三个文件进行解包。步骤:先下载,再按顺序改名为
1.rar2.rar3.rar,再解压;


作者: 大烟头    时间: 2006-6-15 22:22:05

华容小道与另外一个华容道游戏软件

2Uv9ugnU.rar (445.74 KB, 下载次数: 82)




附件: [游戏华容道的历史与解法] 2Uv9ugnU.rar (2006-6-15 22:21:17, 445.74 KB) / 下载次数 82
http://bbs.mf8-china.com/forum.php?mod=attachment&aid=NTM1OHw5MzJhY2ZiZHwxNzMyOTAyMDM0fDB8MA%3D%3D
作者: 大烟头    时间: 2006-6-19 16:11:22

摘自:http://me.abelcheung.org/diary/general/gossip/

華容道的「起源」(之一)


早些時候我在網上找一些華容道遊戲的源頭的資料,也親自看到了中國人的研究精神發揮得如何淋漓盡致。華容道遊戲是中國人發明的,為甚麼呢?

  1. 古代已經有了河圖洛書,即是 3×3 幻方。
  2. 這個九宮圖可能演變成唐宋時的「重排九宮」遊戲。
  3. 重排九宮遊戲可能是所有滑板類遊戲的祖先。
  4. 滑板類遊戲可能在元朝傳到了歐洲。
  5. 重排九宮遊戲可能演變成華容道。

將上面所有句子串起來,然後將所有可能字樣全部刪除,便得到結論了:

現在網上看到的文章,這個結論佔至少九成。


另外一成,則認為起源不在中國:

是比較科學一點了,不過可笑的地方也不遑多讓:

[此贴子已经被作者于2006-6-19 16:13:04编辑过]


作者: qzongci    时间: 2006-6-21 12:01:25

几点说明:
1.华容道这个游戏,应该说是由外国引入的。因为法国的红鬃烈马游戏可以说与华容道的基本图形是一样的,在20世纪中外交流非常平常的时代,这个游戏不引入中国才是奇怪的事情。但滑块游戏的源头,可以说是我们中国的重排九宫。
2.许莼舫先生是苏州大学(原苏州师范学院)的数学教师,当时苏州师范学院数学系两块牌子,是许莼舫先生和金品先生。他们都应该是教授,但中国五六十年代 究竟怎样评教授,我就不清楚了。许先生写过很多数学书籍,我看过的有两大类,一类是学习辅导书籍,如《几何证明》,《几何计算》,《几何作图》,文革后重 新出版汇集成一本,名为《许莼舫初等几何四种》。顺便说一下,许先生的学习辅导书,与现在的所谓“教辅书”实有天壤之别。现在的中学生已经看不到那种生动 有趣的书籍了。另一类书籍是趣味数学类的,如《数学漫谈》,《趣味的数和图》等。如果我国的中学教育真正告别了应试教育,中学生们才有时间和精力看自己喜 欢的书籍,那这些书必然会再度收到欢迎。
我以上关于许先生的介绍,应该说是大体真实的。20世纪80年代,我有一次在火车上遇到许先生的公子,他继承了父业,文革结束后他又研究数学,想必现在已经有了成就。
qzongci

作者: 大烟头    时间: 2006-6-21 12:11:11

qzongci
我以前看过资料说“重排十五”游戏14与15是不可能对换的,到底行不行啊?
作者: qzongci    时间: 2006-6-21 12:19:21

大烟头先生:您好!很高兴又见面了。
您的网站非常好。我准备把您的网址加入到我的链接里,您不会反对吧。
我知道的理论是这样:14-15游戏,或者说一般的,4×4的范围,放置1-15共15个单位大小的方块,两个状态能否互相转换,就是看由其中一个到另一 个要经过多少次“对换”。例如,1234到1243可以经过1次对换实现,而1234到1342就要经过2次对换。对换的次数可以不同,但其奇数偶数则是 一定的,这可以用数学证明。如果两个状况之间有偶数次对换,则可以用滑块的方法互相转换,否则不能。这样,1,2,3,...,13,15,14与 1,2,3,...,13,14,15之间有奇数次对换,因此二者不能转换。
如果有不对的请指教。
qzongci

作者: qzongci    时间: 2006-6-21 12:33:45

还要做一个说明,我的网页申请了两个网址,一个在webplus,那里要求经常写文章,我没有那么多文章,于是被屏蔽了。现在改用http://www33.websamba.com/funmath/,前面的引文中是webplus里的网址,已经不能用了。
qzongci

作者: 大烟头    时间: 2006-6-21 17:07:00

以下是引用qzongci在2006-6-21 12:19:21的发言:
大烟头先生:您好!很高兴又见面了。
您的网站非常好。我准备把您的网址加入到我的链接里,您不会反对吧。

我知道的理论是这样:14-15游戏,或者说一般的,4×4的范围,放置1-15共15个单位大小的方块,两个状态能否互相转换,就是看由其中一个到另一
个要经过多少次“对换”。例如,1234到1243可以经过1次对换实现,而1234到1342就要经过2次对换。对换的次数可以不同,但其奇数偶数则是
一定的,这可以用数学证明。如果两个状况之间有偶数次对换,则可以用滑块的方法互相转换,否则不能。这样,1,2,3,...,13,15,14与
1,2,3,...,13,14,15之间有奇数次对换,因此二者不能转换。

如果有不对的请指教。

qzongci

qzongci先生:您好!

我很乐意与您的网站交换链接。希望更多的人喜欢上智力玩具。

我对魔方的变化比较了解,总觉得魔方与这滑块类玩具应该有相通之处的。魔方的最小变化是三置换而不是两对换。这个14-15游戏的变化是每个块经过那个空位来实现的,它的最小变化应该也是三个块的置换如123成231。


作者: scstzxgm    时间: 2008-7-14 12:42:52

非常好的游戏
很喜欢。
作者: 魔鱼儿    时间: 2008-7-14 12:52:40

大烟头辛苦了,不过那个华容道到底是哪国的谁发明的啊?中国还是?烟头在贴子里提到的G(葛)老师是谁啊?




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