七、 n 阶幻和数组与 n 阶幻和图形
这一节,介绍两个重要的概念:幻和数组与幻和图形。
一、 在 n ( n 为整数)阶幻方中,如果某 n 个数的和
等于该幻方的幻和,称这个数组为 n 阶幻和 数组, 简称为 幻和数组 。 据幻方的概念可得结论: 任何一个 n 阶幻方的各行、各列及两条对角线上的数组都是 n 阶幻和数组 。
二、一个 n ( n 为整数, n 大于 2 )阶幻和数组在某个 n 阶幻方中所确定的图形称为该幻方的 幻和 图形 。任何一个幻方的各行、各列都是该幻方的幻和图形;又如在图 1 — 10D 四阶幻方中,标粗体字的四个数 14 、 7 、 11 、 2 的和是 34 (幻和),这四个方格也组成一个该幻方的一个幻和图形。
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A 田格示意图 B Q 方示意图 C 变形田格示意图
14 7 9 4 16 2 3 13 9 4 14 7
11 2 16 5 5 11 10 8 16 5 11 2
8 13 3 10 9 7 6 12 3 10 8 13
1 12 6 15 4 14 15 1 6 15 1 12
D E F
图 1 — 10 某些四阶幻方的三种固定位置幻和图形
另外还给出四阶幻方的几个概念: 将四阶方阵横竖分成四个小正方形( 每个正方形含有四个方格),每一个小正方形称为一个 田格( 它与汉字中的“田”字相似,故称为田格)。一个四阶幻方的四个田格依次称为左上田格、右上田格等;图 1 — 10A 是田格示意图。类似地,有 Q 方 与 变形田格 的概念,图 1 — 10B 是 Q 方示意图,图 1 — C 是变形田格示意图。
图 1 — 10D 的四个田格数组( 14 、 7 、 11 、 2 )、( 9 、 4 、 16 、 5 )、( 8 、 13 、 1 、 12 )、( 3 、 10 、 6 、 15 )中诸数之和都等于幻和 34 ,表明四个田格确实都是该幻方的幻和图形。
图 1 — 10E (或图 1 — 10F )幻方中的各个田格也是该幻方的幻和图形(例如 E 图的左上田格中四数 16 、 2 、 5 、 11 的和是 34 ),这组实例表明四个田格是这三个四阶幻方公共的幻和图形。类似地,图 1 — 10B 所示的 Q 方(以及图 1 — 10C 所示的变形田格)也是图 1 中三个四阶幻方公共的幻和图形。例如图 1 — 10E 幻方中( 16 、 3 、 9 、 6 )、( 2 、 13 、 7 、 12 )、( 5 、 10 、 4 、 15 )、( 11 、 8 、 14 、 1 )这四个 Q 方数组中诸数之和都是 34 ,就表明四个 Q 方是该幻方的幻和图形。
图 1 — 10 的前三个分图不仅是图 1 — 10 中三个四阶幻方的三组固定位置的幻和图形,在第二章,我们将会指出有 432 个四阶幻方都具有这三组固定位置幻和图形。
顺便提及,据幻和图形的概念, 一个幻方有多少个幻和数组,它就有多少个幻和图形 。例如四阶幻方有 86 个幻和数组(本书不逐个列举四阶幻方的 86 个幻和数组),每一个四阶幻方都有 86 个幻和图形。
顺便指出: 1 、 三阶幻方是一个很特殊的幻方,这种幻方一共只有 8 个幻和数组(就是三行、三列、两条对角线上的 8 个幻和数组),这表明,除了三行、三列、两条对角线这 8 个幻和图形以外,三阶幻方再没用别的幻和图形。 2 、幻和数组的数量的增加是非常迅速的。三阶幻和数组只有 8 个、四阶幻和数组有 86 个、五阶幻和数组有 1000 多个。