孔明鎖又叫魯班鎖,它起源於中國古代建築中首創的榫卯結構。傳說在春秋時代,著名木匠魯班為了測試兒子是否聰明,用6根木條製作了一件可拼可拆的益智玩具,讓兒子拆開。兒子忙碌了一夜,終於拆開了。
傳統孔明鎖
後來在三國時期,諸葛孔明根據魯班的發明,結合八卦玄學的原理將魯班鎖加以改良,製成了後來的孔明鎖。民間也稱 「別悶棍」、「六子聯方」、「莫奈何」、「難人木」等。最早的魯班鎖極難拆裝,諸葛孔明改良後,成為易拆難裝的結構。
現代孔明鎖
不過,最早的孔明鎖用途可不是像今天這樣只是當作益智玩具而已。眾所周知,古時中國的房屋都是木質結構,孔明鎖在那時被用來當作土木建築的固定結合器。想想看,無論建設何樣的房屋,使用孔明鎖的榫卯結構來固定土木,可以做到整間屋子不使用一顆釘子,是不是很神奇呢?
孔明鎖元素茶几
在建築科學日益發達的今天,孔明鎖應用於建築的方面越來越少,不過這並不代表孔明鎖已經完全沒有實際應用的意義。保加利亞著名建築師Petar Zaharinov設計的茶几深受魯班鎖的影響,這些茶几的組成材料主要是玻璃和木材,沒有任何的金屬或塑膠零件。
中國科技館新館外形
還有由北京建築設計院和美國RTKL聯合設計的中國科技館新館,其外形是一個類似魯班鎖的正方形體,它結合了中國古代的科學思想和現代科技館的特點,利用若干個積木般的塊體相互咬合,使整個建築呈現為一個巨大的孔明鎖造型。從天花到地面,多處都以階梯形的組合體現了「孔明鎖」的創作主題。
在沒有釘子、繩子、接合劑的情況下,你能將六根木條交叉固定在一起嗎?這對空間想像能力是一個極大的挑戰。而孔明瑣就做到了,其基本原理是:用一種咬合的方式把三組木條垂直相交固定,六根木條分別冠以六藝,中間有缺,以缺相合,以十字雙交榫卯組成。
中國科技館新館內部
它看似簡單,但設計難度相當高,卡榫僅借木條的不同凹槽放置、拼湊,挖槽的密合度稍有不足都可能影響其結構穩固度,需將木塊大小不一的卡榫精準放置才能組合成功,而且只要抽掉一根木條,整個接合的木塊就會散架。這外觀看似嚴絲合縫的十字立方體,動動腦筋即可拆解,但裝上可不是那麼容易的。
為了破解孔明鎖的拆裝密碼,我們來看看最傳統的孔明鎖拆開後的基本結構:
六柱孔明鎖的拆解結構
常見的六柱孔明鎖由這六根木條的組裝而成,上圖第一行是朝上擺放的各塊件,第二行是朝下擺放的各塊件。第一根是完全實心的木條。
六柱孔明鎖的各塊件編號
其解法共有兩種,第一種解法如下圖:
拆解六柱孔明鎖的解法一
上圖是第一種拆解孔明鎖的方法——按照先後順序,從塊件A開始,然後依次拆解塊件C 、E、 B、 D,最後只剩下塊件F,這樣就可以拆解孔明鎖了。
第二種解法如下圖。解法二的拆解順序實際上與解法1相同,從塊件A開始,然後依次拆解塊件C 、E、 B、 D,最後只剩下塊件F。細心觀察不難發現,解法一和解法二中的孔明鎖初始的裝配順序不一樣,所以要把它們分為兩種不同解法。
拆解六柱孔明鎖的解法二
以上是六柱孔明鎖的拆解法,其實這並不複雜。讓我們再看看它是如何組裝的。圖中的號碼代表組裝的先後順序。
六柱孔明鎖的各塊件編號
按照下圖中的步驟1、2、3裝好塊件1、2、3、4後,將塊件5、6豎插於3上即可。
組裝六柱孔明鎖的解法一
下面是第二種解法,圖中的號碼代表組裝的先後順序。
六柱孔明鎖的各塊件編號
按照下面兩張圖中任意一種解法裝好塊件1、2、3、4後,將塊件5橫放於6中凹槽內,兩者一同插入即可。
或
組裝六柱孔明鎖的解法二
在解法二中,這組裝方式都是按照塊件編號的先後順序,從1到6依次裝上,只是圖中各塊件的裝配位置不一樣,所以這兩種組裝方式略有不同。
下圖是十六柱孔明鎖的拆解與組裝法,其解法原理與六柱孔明鎖相同:
拆解十六柱孔明鎖的解法
組裝十六柱孔明鎖的解法
在清代桃花仙館主人所著《鵝幻彙編》一書中,詳細介紹了孔明鎖。書中稱它「乃益智之具,若七巧板、九連環然也。其源出於戲術家」。據美國智力大師馬丁•加德納考證,孔明鎖約在幾百年前傳到國外,在1857年美國出版的《魔術師手冊》中就提到了這種玩具。加德納還採用單元分割法來標示缺口,指出理論上的4096種樣式。英文中常用burr(刺果)來稱呼孔明鎖,全稱是Six-pieceburrpuzzle,意為「六根刺的刺果拼湊難題」。受孔明鎖榫卯結構的啟發,有很多中外藝術家創作出了結構別致的雕塑、建築,可見這一傳統發明對後世的影響深遠。
結語
孔明鎖的卡榫僅借木條的不同凹槽放置、拼湊,需將木塊大小不一的卡榫精準放置才能組合成功,而且只要抽掉一根木條,整個接合的木塊就會散架。這外觀看似嚴絲合縫的十字形立方體,按照文中的幾種方法即可破解其拆裝密碼,請記住,關鍵在於拆裝順序。
(責任編輯:殷雨婷 )