三阶幻方

相传， 大禹治水时， 洛水中出现了一个“神龟”背上有美妙的图案，史称“洛书”，用现在的数字翻译出来，就是三阶幻方。

2500年前，孔子在他研究《易经》的著作《系词上传》中记载了：“河出图，洛出书，圣人则之。”最早将数字与洛书相连的记载是2300年前的《庄子·天运》，它认为：“天有六极五常，帝王顺之则治，逆之则凶。九洛之事，治成德备，监照下土，天下戴之，此谓上皇。”明代数学家程大位在《算法统宗》中也曾发出“数何肇？其肇自图、书乎？伏羲得之以画卦，大禹得之以序畴，列圣得之以开物”的感叹，大意是说，数起源于远古时代黄河出现的河图与洛水出现的洛书，伏羲依靠河图画出八卦，大禹按照洛书划分九州，并制定治理天下的九类大法，圣人们根据它们演绎出各种治国安邦的良策，对人类社会与自然界的认识也得到步步深化。大禹从洛书中数的相互制约，均衡统一得到启发而制定国家的法律体系，使得天下一统，归于大治，这是借鉴思维的开端。这种活化思维的方式已成为科学灵感的来源之一。从洛书发端的幻方在数千年后的今天更加生机盎然，被称为具有永恒魅力的 数学问题。十三世纪，中国南宋数学家 杨辉在世界上首先开展了对幻方的系统研究，欧洲十四世纪也开始了这方面的工作。著名数学家费尔玛、欧拉都进行过幻方研究，如今，幻方仍然是组合数学的研究课题之一，经过一代代数学家与数学爱好者的共同努力，幻方与它的变体所蕴含的各种神奇的科学性质正逐步得到揭示。目前，它已在组合分析、实验设计、图论、数论、群、对策论、纺织、工艺美术、程序设计、 人工智能等领域得到广泛应用。1977年，4阶幻方还作为人类的特殊语言被美国 旅行者1号、2号飞船携入太空，向广袤的宇宙中可能存在的外星人传达人类的文明信息与美好祝愿！

由1、2、3、……等 连续自然数生成的幻方为 基本幻方，在此基础上各数再加或减一个相同的数，可组成由零或 负数组成的新幻方，新 幻方的幻和也随之变化，不再与原幻方幻和同。

如上图基本幻方中各数减1生成的新幻方，幻和为12，如下图示：

数学术语(3)想：1+9=10，2+8=10，3+7=10，4+6=10。这每对数的和再加上5都等于15，可确定中心格应填5，这四 组数应分别填在横、竖和 对角线的位置上。先填四个角，若填两对奇数，那么因三个奇数的和才可能得奇数，四边上的 格里已不可再填奇数，不行。若四个角分别填一对 偶数，一对奇数，也行不通。因此，判定四个角上必须填两对偶数。对角线上的数填好后，其余格里再填奇数就很容易了。

南宋数学家 杨辉概括的构造方法为：

“九子斜排。上下对易，

左右相更。四维突出。”

中国古代九宫格的填法口诀是：

九宫之义， 法以灵龟，

二四为肩， 六八为足，

左七右三， 戴九履一，

五居中央。

　　也有把这两者综合起来说的：

九子斜排，上下对易，

左右相更，四维挺出，

戴九履一，左七右三，

二四为肩，六八为足

即：

或

三阶幻方(3)口诀： 　　1 居上行正中央，

依次斜填切莫忘，

上出框界往下写，

右出框时左边放，

重复便在下格填，

出角重复一个样。

解释：

1)在第一行居中的方格内放1，依次向右上方填入2、3、4…；

2)如果这个数所要放的格已经超出了顶行那么就把它放在底行，仍然要放在右一列；

3)如果这个数所要放的格已经超出了最右列那么就把它放在最左列，仍然要放在上一行；

4)如果右上方已有数字和出了 对角线，则向下移一格继续填写。

5)也可将所填数在幻方中所对应的数填在幻方中对应的位置。

例如：1为第一行中间数，则将对应的9填在最后一行的中间。2以次类推。

按照这种方式，做镜像或旋转对称，可得到实际相同的其他填法： 　　只要将1放于四个变格的正中，向幻方外侧依次斜填其余数字；若出边，将数字调到另一侧；若目标格已有数字或出角，回一步填写数字，再继续按一开始的相同方向依次斜填其余数字。

用1~9填出的三阶基本幻方的所有情况都是相互镜像或旋转的。 　　是本质相同的不同表现：

第一种：

第二种：

第三种：

第四种：

第五种：

第六种：

第七种：

第八种：