科普讲解

    这张陈列在颐和园排云殿内的桌子，是慈禧太后的专属用品。那么，它与其他桌子又有什么不同呢？

    从外观上直接观察，它并不是一整张桌子，而是由七张小桌子组成。桌面的图形大家也一定不会陌生，正是大家所熟知的七巧板。七巧板通过平移、旋转，可以随意变幻出各种图样，但如果想形成特定的图案，还要经过一番构思和尝试。这种极具妙趣的玩法，从古至今，因老少皆宜而深受大众追捧。甚至在世界范围内也有着一定的传播力与影响性，被亲切地称为“唐图”。

    而古代工匠还巧妙地将七巧板的智慧融入到古典家具的造型逻辑之中，在七巧板的造型语言与中式家具构造有机的融合之后，便设计出了立体的七巧板，我们称它七巧桌。在颐和园中，这样的桌子共有四套，除了方形桌，还可以灵活地拼出长条案、六边桌、八边桌等。甚至可以发挥创意，根据实际应用需求摆出相应的陈设造型。据专业人士计算，一组七巧桌就有四十多种拼合方法，而四组成倍增加，拼合方法则可多达上千种。

    七巧板也好，七巧桌也罢，不管怎么拼合，都离不开古算数中“出入相补”、 “以盈补虚”的数学原理。

    将一个正方形进行巧妙地分割后，七个图形之间仍然有着密切联系。以七巧板中最小的三角形为单位，从面积上看，七个图形的面积分别是一倍、两倍、四倍，不难算出一副七巧板是由16个最小单位的三角形组成的。仍然以这个三角形为单位，再从边长上观察，整个七巧板存在着10个短边等长，9个长边等长。从而为它们相互契合、整齐地重新组合创造了条件。

    七巧桌传世极少，但它灵活的拼合方法，多变的组合形式以及所蕴含的数学原理都在时刻启迪着我们，像车位规划、集装箱组合、家具应用结构、广告设计中都是充分发挥了七巧板化整为零、板块拼合的特点。而电子硬件工程师也根据七巧板的特点，设计出新型的断路器。这样使每部装置仅用最少的零件，却可通过不同模块之间的灵活组合来实现不同的功能。而且随着应用场合的改变，可使零件简便调节，以适应新的任务。同时这样的设计不论哪个零件坏了，都可以单独更换，大大节省了成本。

    那么，七巧板在其他前沿领域又有哪些探究与应用呢。比如在航母设计中，其甲板使用规划也是利用七巧板的布局原理，将整体甲板划分为若干个区域，既方便飞机停放，又互不冲突；而为了解决舰载机跑道长度不足，避免起飞、降落时出现相撞情况，研究者们又利用三角形斜边最长的原理设计出了斜角甲板，从而有效的解决了这一难题，实现航母甲板功能的最大化利用。

    七巧之妙，在于它极具创造性的变换。将独立的板块拼合成形态各异的图形，更是在参差的变化中闪现融合的力量。这古老的东方智慧也时刻启迪我们：将创新共享、将智慧凝聚！

    （北京市颐和园管理处宣教中心供稿）