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1089戲法
數學在其表現最佳時,往往會有驚喜的成分,而我所知道的最簡單的例子是下面這個魔術般的演示。
第一步是寫下一個三位數。
任何這樣的數都可以,只要第一位數字比最后一位數字大2或更多。
現在把你的數逆序,然后將兩數相減。最后,將相減的結果與它的逆序數相加。
這樣得出的最后答案總是1089(圖9)。
1956年,10歲的我第一次在《我是“間諜”年刊》[1](I-SPY Annual)上看到這個戲法(圖10)。

圖9 1089戲法

圖10 很久以前一個激動人心的時刻
盡管這并不完全是“嚴肅”的數學,但它讓我大吃了一驚。
這為什么會奏效?
設起始數的各位數字為a、b和c,其中a-c大于1。那么這個數實際上是100a+10b+c,將這個數與它的逆序數相減之后,我們得到:
100a+10b+c-(100c+10b+a)
=100a+10b+c-100c-10b-a
=99a-99c
=99(a-c)
所以,在戲法的第一部分結束時,我們總是會得到一個99的倍數。
不過,a-c至少等于2,至多等于9,所以在這里99的可能倍數有:
198
297
396
495
594
693
792
891
而當從上往下觀察這列數字時,我們會發現第一位數字每增加1,最后一位數字就減少1。
當然,這并不神秘,因為加上一個99就等于加上100再減去1。因此,該列數字中任何數的第一位和最后一位加起來總是等于9。
因此,當我們將這列數字中的任何一個數與它的逆序數相加時——這是“戲法”的最后一部分——我們從第一位得到9個100,從第三位得到9個1,從第二位得到2個90,由此得出:
900+9+180=1089
這是誰發明的?
這個戲法的歷史有點奇特。
在1893年的《男孩自己的報紙》(Boy’s Own Paper)中,出現了一個使用英鎊、先令和便士的版本!
最后的答案總是12英鎊18先令11便士(圖11)。
一個有趣的可能性是,這個版本的戲法是由牛津大學的數學家查爾斯·道奇森(Charles Dodgson)發明的——他更為人所知的名字是《愛麗絲夢游仙境》(Alice’s Adventures in Wonderland)的作者劉易斯·卡羅爾(Lewis Carroll) ——盡管唯一的證據似乎來自1899年的《劉易斯·卡羅爾圖畫書》(The Lewis Carroll Picture Book)一書。這是他的侄子編寫的,其中將這個戲法描述為:
“這是數字的趣味,我相信是道奇森先生發現的。”

圖11 摘自《男孩自己的報紙》
這里1英鎊(£)等于20先令(s),1先令等于12便士(p)
無論如何,這個貨幣版本似乎早于1089戲法本身。并且直到20世紀50年代初,它一直具有重大影響,不時出現在《威蘭的魔法》(Willane’s Wizardry)和《麥克叔叔的兒童時間故事書》(Uncle Mac’s Children’s Hour Story Book)這樣一些書中。
另一種解釋
1089戲法本身似乎最早出現在1896年勞森·鮑爾(Rouse Ball)的一本趣味數學書的法語版中。現在這本書已經成為經典。書中對這個戲法為何能奏效給出了一個略微不同的解釋(圖12)。

圖12 1089戲法在J.菲茨帕特里克(J. Fitzpatrick)的《古今趣味數學問題》(Recreations et Problemes Mathematiques des Temps Anciens et Modernes,1896)一書中的形式。在第三步中,為了避免第二個括號為負,將其中的一個100轉換成了90+10
我自己一直更喜歡上面的第一種解釋,我覺得它更為基本。但是我也很能理解為什么有些人可能更喜歡圖12中的那種解釋,因為a、b和c在其中都以巧妙的方式抵消了!
[1] “我是間諜”是一種猜謎游戲,一個玩家作為“間諜”說出自己所看到東西名字的首字母,其他玩家通過提問找出答案。“我是間諜”也是一系列兒童書籍和雜志的品牌。——編者注