七巧板

七巧板是一个切成七块的正方形,这七块板可以拼成成千上万种图形:动物、人物、船、房子和几何形状。规则一句话就能说完:七块板都要用上,平放,可以相接,但绝不能重叠。

七巧板拼的猫:彩色板块正被摆进一只坐着的猫的剪影里
七巧板拼的猫:彩色板块正被摆进一只坐着的猫的剪影里

七块巧板

这个谜题在中文里叫七巧板(qīqiǎobǎn),意思就是七块巧板。它最早的记载出现在 1800 年前后的中国,已知最早的七巧板书籍于 1813 年在中国印行。宋代和明代的中国书籍里记载过一些成套的家具,可以拼合成多种形状,人们有时把它们称为七巧板的前身。

风靡西方

1813 年后不久,七巧板套装和书籍就随着商船到达美洲和欧洲。1817 年和 1818 年,这个谜题掀起了一阵热潮,法国、意大利、德国、英国、奥地利和美国都出版了新的图形集。英文名 tangram 出现得更晚,是在 19 世纪,这个词从何而来至今不明。

山姆·洛伊德编造的历史

1903 年,美国谜题设计师山姆·洛伊德出版了《The Eighth Book of Tan》(《第八部谭之书》)。书中声称七巧板已有 4,000 年历史,是一位名叫“谭”(Tan)的神发明的,它的图形收录在七部古老的《谭之书》里。这些全是虚构的,但这个故事被人们一再转抄,流传了几十年。

七块板

沿一条对角线切开正方形,再把其中一半切成两个大三角形。另一半则切出一个中三角形、两个小三角形、一个正方形和一个平行四边形。以小三角形的面积为一个单位,每个大三角形是 4 个单位,中三角形、正方形和平行四边形各 2 个单位,整套共 16 个单位。每个角都是 45°、90° 或 135°,所以板块能以 45° 为一级拼合在一起。

十三种凸多边形

1942 年,Fu Traing Wang 和熊全治(Chuan-Chih Hsiung)证明,七巧板恰好能拼出 13 种凸多边形,也就是没有凹陷和空洞的形状:一个三角形、六个四边形、两个五边形和四个六边形。PictorX 中的“方形”“矩形”“三角”和“平行四边形”就是其中四种。

悖论

有些成对的图形看起来几乎一样,其中一个却好像比另一个多出一部分。最有名的一对是英国谜题作家亨利·杜德尼的两个僧侣:一个有脚,另一个没有。两个图形都用了全部七块板,面积也就相同:那只脚是靠图形其他地方一些肉眼几乎察觉不到的细微差别换来的。

在 PictorX 中试试

打开七巧板拼图,选一个剪影:动物、人物、房子、帆船,或者一种凸多边形。把板块拖进去,点击选中的板块来旋转它,再把平行四边形翻面。“提示”会描出一块板该放的位置,“求解”会展示一种解法,“自由拼摆”让你拼出自己的图案并保存下来。

常见问题

七巧板起源于哪里?

起源于中国,最早的记载出现在 1800 年前后。不久之后它传到欧洲和美洲,并在 1817 年掀起了一阵热潮。

七巧板一共有多少种图形?

没有固定的数目:七块板能填满的任何形状都算。仅 19 世纪的图集就收录了成千上万种图形,人们还在不断发明新的图形。

七巧板能拼出多少种凸多边形?

13 种,这是 Fu Traing Wang 和熊全治在 1942 年证明的:一个三角形、六个四边形、两个五边形和四个六边形。

PictorX 会上传什么吗?

不会。谜题画在你浏览器里的画布上。“保存”会下载 PNG,“编辑”会在 PictorX 编辑器中打开那张图。

准备好尝试了吗?

在浏览器中打开 PictorX — 无需安装,无需信用卡即可启动。

玩七巧板拼图