洛书幻方:数字结构与文化含义

为什么每行、每列与两条对角线之和都是十五,以及它如何进入中国宇宙论

洛书是本站所有题目里唯一一个核心部分可以被证明的。这一页要做的事很明确:先把数学讲清楚,再把建立在它之上的解释与之分开——因为混在一起时,前者的严密会被无声地转给后者。

洛书幻方:数字结构与文化含义

如果说河图是静止的宇宙图,洛书就是运动中的宇宙图。两者之中它更有名,理由也很实在:它是一个真正的数学对象——三阶幻方,人类已知最小、也最早的非平凡幻方。一到九这九个数字排进三行三列的方格,使每一行、每一列以及两条对角线的和都相等,都是十五。

这一点不需要相信,也不涉及解释:它是任何人拿起笔就能验证的算术事实。正因为如此,它同时吸引了数学家、术数家和喜欢智力游戏的人,而且这种吸引力并不限于中国——阿拉伯、印度与欧洲都各自对幻方发生过兴趣。

图上有什么

洛书是一到九填入三行三列。传统口诀是“戴九履一,左三右七,二四为肩,六八为足,五居中央”——九在上,一在下,三在左,七在右,二与四在上面两角,六与八在下面两角,五在正中。写成数表就是:上排四、九、二,中排三、五、七,下排八、一、六。与河图一样用黑白点表示,白点为奇数,黑点为偶数。

它是一个三阶幻方

这个排列的性质是:三行、三列、两条对角线,每一条上的三数相加都等于十五。这类方阵在数学上称幻方,洛书是其中最小的非平凡例子。更值得注意的是它的唯一性:用一到九各一次排出这样的方阵,除了旋转和镜像之外只有一种,一共八种摆法。也就是说,洛书不是从许多可能的排法中被选出来的,它是唯一的解。

唯一性这一点值得说准确,它比多数人预期的要强:用一到九填三阶幻方,答案只有一个。虽有八种摆法,但那是同一个方阵的旋转与镜像——把纸转一转,或者对着镜子看,八种就都有了。

更大的幻方并非如此。四阶幻方有八百八十种本质不同的解,五阶则以百万计。三阶是唯一答案唯一的尺寸,这是个相当有意思的事实,也很可能解释了为什么偏偏是这个图形获得了这样的分量:它不可能是别的样子,而每一个去寻找它的文明,找到的都是同一个东西。

中央为什么必须是五

这一点两行算术就能证明,值得自己动手看一遍。一到九相加等于四十五,分成三行,每行必须是十五。现在看经过中央的四条线:一行、一列、两条对角线。这四条线合起来把九个格子全部覆盖了一次,但中央那一格被数了四次,也就是多算了三次。所以四条线之和等于四十五加上三倍的中央数。而四条线各为十五,合起来是六十。由此得出:中央数乘三等于十五,中央数只能是五。没有别的可能。

奇偶的分布也不是设计出来的

洛书里奇数一、三、七、九落在四条边的中点,也就是所谓四正;偶数二、四、六、八落在四个角,也就是四隅;五在中央。这个分布常被当作阴阳布置的深意来讲——阳居正位,阴居偏位。但它其实是被迫的:在三阶幻方的条件下,四个角必须是偶数,四边中点必须是奇数,任何满足条件的排法都是这样,不可能另作安排。这是本部分最需要抓住的一件事:一层数学上的必然,被读成了一层宇宙论上的必然。看清这个转换发生在哪里,很多后续的争论就不必打了。

要点不在这几步算术本身,而在它确立了什么。中央之所以是五,不是因为五是土之数,也不是因为中央主中土;而是因为不可能是别的数。宇宙论的解释是事后配上去的,配在一件算术早已定死的事实上面。

它与后天八卦的配合

洛书九宫与后天八卦(文王八卦)配起来,形成后世术数最常用的一张底盘:坎一居北,坤二居西南,震三居东,巽四居东南,中央五无卦,乾六居西北,兑七居西,艮八居东北,离九居南。有了这套配法,一个数字就同时携带方位、卦、五行与颜色,于是可以在九宫格里推移计算。需要留意的是,这套配法是约定:数与卦为什么这样对应,没有独立的理由,只有传统的规定。数学上的必然到这里就结束了,往后全是约定。

需要说明这个配合是一项约定。后天八卦的次序与三阶幻方各有来历,把两者叠在一起是一个决定,在某个时间点作出并成为定式。它很好用,但它不是一项发现。

幻方在别处也被发现过

印度、伊斯兰世界、欧洲、日本都独立发现过幻方,并且发展出更高阶的构造方法。欧洲最著名的例子是丢勒1514年的版画《忧郁》,画面上方有一个四阶幻方。伊斯兰数学家系统研究过幻方的构造,印度也有相关传统,各地都把它用在护符、建筑与游戏上。这个跨文明的重复出现值得停下来想:同一个方阵在互不相通的地方被找到,说明它属于数学;而各地赋予它的意义完全不同——有的当护身符,有的当占星工具,有的当纯粹的数学趣题——说明意义是各自加上去的。数学是共有的,解释是地方性的。

这个配合正是使这张图能在术数中运转起来的关键:每一宫同时带上数、方位、卦、五行,以及经由卦而来的家庭成员与一整套联想。一宫身兼五重标签之后,术者就可以在几套词汇之间自由往返——而这恰恰是玄空飞星与奇门遁甲所需要的。

数学与宇宙论的分界

把话说清楚:洛书的数学性质是真的,可以证明,与信不信无关,它在中国数学史上有确实的位置。建立在它之上的宇宙论主张则是另一回事——说这九个数与九个方位、九种运势、九个二十年周期之间存在实际的对应关系,这一步没有任何证据支持,也没有独立检验。两者常被有意混在一起讲,因为前者的确定性可以给后者借光。遇到这类论述,可以做一个简单的切分:凡是能用算术验证的部分,接受它;凡是要靠传统规定才能成立的部分,当成约定看待。

使第二类说法有说服力的,是它与第一类的贴近。算术的严密被无声地转给了附在它上面的那套解释;而因为这个方阵确实了不起,围绕它的种种主张也就继承了一份并非自己挣来的权威。一个坚实的内核加上一层没有依据的外壳,两者用同一种语气讲出来——这个手法贯穿本站所讲的各门技艺,而洛书是其中最清楚的一个标本。

它为什么值得学

即使不谈术数,洛书也是一份好材料。它是中国最早有文献记载的组合数学对象之一,在数学史上地位确凿。中央必为五的那个证明,是初等数学里最漂亮的小论证之一,用来向孩子说明“必然”是什么意思非常有效——不是有人规定,而是不可能是别的。更进一层,它是一个绝好的教学案例:一个真实的数学结构,如何被逐步包装成关于天地运行的学说。今天各种带着“密码”“频率”“共振”字样的说法,走的还是同一条路,认识了洛书,就多了一把尺子。

以上没有一条是忽略洛书的理由。认真了解它,有几条很好的理由。

它是一个真正优美的数学对象,也是最小的非平凡幻方——能凭记忆复原出来是件愉快的事,对任何人(包括孩子)都是组合推理的一个好入口。

它是中国大量实践的运转框架:玄空飞星、紫白九星、三元九运、奇门盘面、内家拳的九宫步、明堂建筑,全都跑在它上面,不懂它,这些题目一个也读不下去。

而且它是一个格外干净的个案,可以拿来学习该怎样对待传统材料:一个可证明的内核、一张晚出的图、一个上古的名称、一套后加的解释,以及一个用自身资源把这一切理清楚的学术传统。如果读者要从本站挑一个例子当作处理其余一切的范本,就挑这一个。

要点

  • 洛书为一到九填三行三列,口诀是戴九履一、左三右七、二四为肩、六八为足、五居中央。

  • 行、列、对角线之和皆为十五;这样的三阶幻方在旋转镜像之外只有一种,共八种摆法。

  • 中央必为五可以两行算术证明:过中心的四线之和为六十,等于四十五加三倍中央数。

  • 奇数居四正、偶数居四隅是幻方条件下的必然结果,不是宇宙论的设计。

  • 九宫与后天八卦的配法(坎一坤二震三巽四干六兑七艮八离九)是约定,数学的必然到此为止。

  • 幻方在印度、伊斯兰、欧洲、日本独立出现,丢勒的《忧郁》中有四阶幻方;数学共有,解释各异。

  • 数学性质可证,宇宙论对应无证据;两者常被混讲,因为前者的确定性能给后者借光。

  • 它是中国最早的组合数学对象之一,中央必为五的证明是极好的数学教学材料。