传统益智玩具——中国古环
传统益智玩具——中国古环
导读：中国古环，作为中国传统益智玩具的代表，承载着中华民族的智慧与文化。从春秋战国时期的玉连环到清代流行的九连环，这些看似简单的玩具背后蕴含着丰富的数学原理和拓扑学知识。本文将带你走进中国古环的世界，探索其深厚的历史文化底蕴。
我国古代有很多足以让人自豪的发明创造，即使在一些似乎是无足轻重的领域，也能够充分体现出我们中国人特有的聪明才智，像儿童喜爱的“七巧板”“幻方”“九连环”等益智玩具，不但为国人所称道，而且在世界各地也有广泛的影响。比如“七巧板”，被外国人称之为“唐图”，据说拿破仑兵败滑铁卢后流放到荒岛上时，还常常摆弄这个玩具，且津津有味，乐此不疲；又如“幻方”，传到国外以后经过改造，被称之为“魔方”，并风靡全球。相比之下，中国最具代表性的益智玩具——我们名之曰“中国古环”（或“拓朴益智环”），尽管有着无数奇妙的“变化”，包含着十分丰富的数学奥妙，但除了“九连环”外，其它数十种环类玩具，似乎并不像“七巧板”“幻方”那样被世人所熟知。
中国古环类益智玩具的发源甚早，可以上溯到两千多年以前的春秋战国时期。据《战国策·齐策六》记载，秦国曾派遣使臣携“玉连环”到齐国，对齐君王后说：“素闻齐国多智慧之士，这个连环，你们能够解开吗？”齐君王后以玉连环遍示群臣，竟无人能解。面对如此难堪的局面，齐君王后急中生智，“引椎椎破之”，——然后对秦使说：“你看，我已经把它解开了！”
在这个玉连环里，包含了秦、齐两国之间的很多政治矛盾和斗争，齐国这种“特殊解法”，是利用外交手段表明本国的态度和立场，是对轻蔑与挑衅的回击。这已不是单纯的游戏。如以游戏论，则齐国的这种“解法”，实在是一种“无赖行为”，是严重的“犯规”。不过，因为这则历史故事，我们可以知道，当时“连环类”玩具虽已产生，但知道解法的人是不多的。否则，以齐国之“多知（智）”，不会以“引椎椎破之”的无可奈何的办法来解此难题。到了元代，杂剧作家郑德辉以这段故事为素材，创作了《丑齐后无盐破连环》杂剧，在这出戏里，“无盐娘娘”以其过人的聪明才智，易如反掌地解开了玉连环。这反映了元代时连环类玩具已很流行，并且能够拆解的，已大有人在了。
连环类玩具的拆解方法极为复杂，找不出其中的规律，简直无从措手，所以人们便以能解连环来比喻聪明、智慧、机敏、灵巧、善解疑难等。宋代周邦彦《商调·解连环·春景》一词中，有“信妙手，能解连环”之句，不仅是赞咏“妙手”，更是对聪明头脑的赞叹。据《西湖老人繁盛录》中的记载，南宋时，都城临安（今杭州）的集市中，便有出售“解玉板”的杂货摊，这“解玉板”，我们以为当系玉连环一类的玩具。
由于以玉制作连环类玩具工艺复杂、造价高，且不慎失手坠地极易损坏，所以后来多改由金属材料制作。九连环及其它连环类玩具一般是以紫铜丝、黄铜丝或铁丝制成。以九连环为例，它有一个狭长的钗（又称“柱”），一端为半环形，向上稍稍翘起，另一端为手柄。钗上套九个圆环，这九个圆环用九根铁丝次递相联，九根铁丝的下端为一块长方形的木板或铁板（早期当为玉板，此或系“解玉板”一名之由来），板上钻九个等距离的小孔，九根铁丝分别穿在九个孔中，上下可以活动。九个连环可以从钗上拆解下来，也可以再套上去。
九连环
九连环未必非“九环”不可，之所以用九环，并成为“定制”，想因“九”乃阳数之极，用以表示“极多”的意思。九连环的“九”字，因确系九环，好像是实指了，不过这个“九”字，还有“极难”的意思在里面。齐君王后“椎破之”的玉连环，未必是九环，已使齐国智能之士无法拆解，则环而至九，其难度之大，不遑言矣。再则，九连环有九环，恐怕还有一个数学上的原因，就是，环越少，解之越易，而每增一环，其拆解的次数就要以
（n指环数）倍数论，九环时，已充分表明了它的拆解难度（276次），其费心、费力、费时，人们尚可忍耐，不致于影响了拆解的兴味。如再增一环，已极费时力，多至20环时，要拆解524287次，则拆解旬日，恐怕也未必完成，则此种连环类玩具，将变成“刑具”了！
九连环在清代最为流行，《红楼梦》第七回里写到了这个玩具。乾隆间刻本《霓裳续谱》中录有《九连环》小曲，云：“有情人，送奴一把九连环，九吓九连环，十指纤纤解不开，拿把剪刀来，剪也剪不开。”可知九连环是闺中女子喜爱的玩具，是以男子以之作为礼物，送给情人，暗含“解不开”“剪不开”的柔情蜜意，以喻二人感情如同九连环之环环相扣。
九连环之外，人们熟知的还有“歧中易”。民间俗语云：“解不开歧中易，卸不下九连环。”推想歧中易产生于金属连环流行之后。它的形状像一架用连环连接起来的云梯，钗作桃形而端凹进桃形体内。据我们的研究，歧中易与九连环有很多相同的数学性质，当系九连环的变体。九连环主要是环“做运动”，而歧中易则主要是钗“做运动”，玩起来异常有趣。
歧中易（二阶）
“鼎环”“寿环”也较为常见，根据它们的拆解原理，可以把很多对称的或不对称的汉字制成连环玩具，我们称之为“汉字益智环”。
鼎环
寿环
“孔明锁”“韩湘子花篮”“关公进城”“蝴蝶对头飞”“蛇环”等是形制精巧、拆解复杂而有趣的连环玩具，能够充分体现出其“拓朴学”性质，是让人废寝忘食的玩具。
孔明锁
文献对这些连环类玩具绝少记载，这些奇妙无比的玩具，千百年来，始终在民间流传。哈尔滨有一位名叫贾景阳的老人，时年90来岁了，年轻时代就沉迷于连环类、绳套类等智力玩具游戏，多年来，他搜集、制作、改进、创新，已掌握有40余种，并冠以趣味横生的名字，如“十大元帅点兵”（即“十阶歧中易”）、“哥俩好”、“姐妹相连”、“步步登高”等。这是一笔无比珍贵的民间文化遗产。
近几年来，我们从数学的角度，对这些连环类玩具进行研究，发现了许多奇妙的性质，挖掘出许多数学奥妙。其实这类研究国外早已进行，16世纪中叶，意大利人卡丹便描述了九连环，并试图解开其中的奥秘。俄、英、法等国的数学家也曾屡次提及九连环这一让人迷惑不解的“中国魔环”。我们沿着他们的足迹，进一步探讨，给出了计算“招数”的表达式（参杨世明、王雪芹著《数学发现的艺术》第12章，青岛海洋大学出版社1998年8月第一版），但仅“发其端”。近两年，我们通过一套科学的数学符号和深入的结构分析，为若干连环玩具建立了“数学模型”，发现了中国古环中蕴含着的许多美妙的数学规律。这让我们感受到了无穷的乐趣。
“中国古环”是我国特有的传统游戏玩具，它们充分运用了数学拓朴学原理，是我们祖先的一个值得骄傲的发明创造。这类玩具，老幼皆宜，既练手眼的敏捷，又练头脑的思维，同时还可以作为生日、节日的礼品馈赠亲友，以增加其喜庆气氛。作为珍贵的民族文化遗产，我们应当珍惜之，发展之。尤其是“洋玩具”充斥市场的今天，推广祖国的传统智力玩具，其意义尤为重大。
——本文刊于《文史知识》2001年第3期“文化史知识”栏目