二、“缺 9 式”与“缺 5 14 式”四阶幻方

这一节介绍许先生文献 [32] 中的一部分研究成果。

A 、“缺 9 式”幻方

“缺 9 式”四阶幻方是指由 1 8 10 17 16 个自然数组成的广义四阶幻方。

据许先生研究,在 880 个狭义四阶幻方中有 712 个幻方可以作为制作“缺 9 式”四阶幻方的模型幻方,只要将模型幻方中后 8 个数分别加上 1 就得到“缺 9 式”四阶幻方(这种制作简称为模仿制作)。用模仿制作可以制作 712 个不同的“缺 9 式”四阶幻方。

许先生经多年研究,另外制作了 336 个“缺 9 式”四阶幻方。其中包括轴对称型幻方 256 个、边轴对称中将步型等 4 类幻方各 16 个、半炮步半马步型与将步马步相隔型幻方各 8 个,许先生在他的大作中列举了另外制作的 336 个四阶幻方。

为了避免将模仿制作的四阶幻方混杂在里面,许先生先给出( 5 7 8 16 )、( 5 7 8 15 )、( 4 7 8 117 )、( 5 6 8 17 )这 4 个模仿制作的“缺 9 式”四阶幻方中不可能出现的幻和数组。然后按照在四阶幻方中某一行、某一列或者某一对角线上出现上述某个数组的情况,将所制作的“缺 9 式”四阶幻方分成 4 个部分。依次排列,许先生的这种方法显然是很科学的。图 6 4 中的 4 个四阶幻方是许先生所列举的四阶幻方中的四个(含以上 4 个幻和数组的四阶幻方各一个,各自所含的幻和数组都标记在幻方的下方)。

  7     5   16     8          2   17     4   13           7   17     4     8         6     7   13   10

  3   17     4   12          8   15     6     7           3     5   16   12       14   17     3     2

15   13     2     6        10     1   14   11         15     1   14     6         4   11     5   16

11     1   14   10        16     3   12     5         11   13     2   10       12     1   15     8

含( 5 7 8 16    含( 6 7 8 15    含( 4 7 8 17    含( 5 6 8 17

                  6 4   四个“缺 9 式”四阶幻方( S=36

B   “缺 5 14 式”幻方

“缺 5 14 式”四阶幻方是指由 1 4 5 13 15 18 16 个自然数组成的广义四阶幻方。

据许先生研究,在 880 个狭义四阶幻方中有 646 个幻方可以作为模型幻方,只要将模型幻方中的数 5 12 分别加上 1 、数 13 16 分别加上 2 就得到“缺 5 14 式”四阶幻方。用模仿制作可以制作 646 个不同的“缺 5 14 式”四阶幻方。

许先生另外制作了 248 个“缺 5 14 式”四阶幻方,由于情况比较复杂,许先生将其中的 112 个四阶幻方按照( 6 7 9 16 )、( 6 8 9 15 )、( 6 7 8 17 )、( 6 8 9 15 )这 4 个幻和数组分类排列,其余的则按照四阶幻方的类别进行排列。

如果仍然按照八对互补数的分布规则对四阶幻方分类,在 248 个新制作的四阶幻方中,出现了图 6 5 中所示的 6 个新的类别四阶幻方。这 6 类四阶幻方的共同特点是每一类中都有三种分布规则:一种适用于 4 对互补数、另两种各适用于 2 对互补数(请读者在这些四阶幻方中细心观察)。这 61 个类别四阶幻方,也就使四阶幻方的对应连线图增加了 6 种。

    2   18   10     8                                2   10   18     8

    9   13   15     1                              16     6     4   12

  16     4     6   12                                9   15   13     1

  11     3     7   17                              11     7     3   17

           A  中心对称马士步型            B  中心对称马象步型

  3   16   12     7          3   12   16     7         9   18   10     1         15     2     8   13

  8   15   13     2        10     9     1   18        4   11   17     6           6   11   17     4

10     1     9   18          8   13   15     2      12     7     3   16         16     7     3   12

17     6     4   11        17     4     6   11      13     2     8   15           1   18   10     9

  C   偏心对称         D   半边心         E   偏心对称           D   半边心  

夹炮步将步型       将步炮步型       夹将步炮步型         炮步将步型

          6 5   “缺 5 14 式”幻方中新出现的 6 类四阶幻方