点击链接查看第7集的魔术表演:《数学与魔术:心灵支配配对实验》
一、切牌的原理
切牌是指将一副牌任意分成两部分,再将两部分牌进行交换,切牌后牌的相对顺序依然保持不变。
比如有5张牌,顺序为1 2 3 4 5
,如果把牌看成首尾相接的圆环的话,那么5
的下一张牌就是1
。
将牌顶的两张牌切到牌底,顺序变成了3 4 5 1 2
,可以看到5
的下一张牌还是1
。
无论切了多少次牌,牌的相对顺序依然不变。
二、卡片和筹码的秘密
魔术师将ESP卡片分成两叠,每叠有5张卡片,让观众把4个筹码任意放在两叠卡片上,每叠卡片有多少个筹码就从顶部拿多少张卡片到底部。
因为这是数学魔术,所以无论观众怎么放筹码,最终都会成功的。
怎样才能找出两叠卡片的相对顺序呢?假设一开始第一叠卡片翻开了,第二叠卡片的顺序还未知:
注意魔术师移动卡片时,每次都是把顶部的卡片移到底部,相当于每次都切1张牌。
那么如果第一叠卡片移动3次,第二叠卡片移动1次的话,结果会变成:
由结果可知,卡片B
为波浪卡
。
而筹码总共有5种摆放方法:
1 | 第一叠卡片的筹码数:0 1 2 3 4 |
只要把这5种情况都试一遍,就能得出第二叠卡片的排列顺序:
可见第一叠卡片和第二叠卡片的顺序相反。
三、逆序卡片的特性
为什么两叠卡片的顺序相反时有这个特性呢?
假设每叠卡片的数量为n
,筹码数是n-1
。
如果第一叠卡片放了k
个筹码,则移动k
张卡片后,卡片顶部是第k
张(下标从0开始)。
第二叠卡片移动了n-1-k
次,卡片顶部是第n-1-k
张。
由于两叠卡片顺序相反,那么第一叠卡片的第i
张和第二叠卡片的第n-1-i
张相同(下标从0开始)。
所以第一叠卡片的第k
张和第二叠卡片的第n-1-k
张相同。
因为整个过程都是通过切牌的方式移动卡片的,所以当拿走顶部的卡片后,剩下的卡片的相对顺序不变,两叠卡片依然是逆序的,因此能够继续表演下去。
四、推导出卡片的初始顺序
一开始魔术师随便切了几次牌,观众也切过了牌,魔术师再从顶部一张一张数了5张卡片到桌子上形成第一叠卡片,剩下的卡片直接放在桌子上形成第二叠卡片。
这时桌子上两叠卡片的顺序是相反的,也就是说一开始两叠卡片的顺序是相同的,第一叠卡片在数牌的时候顺序反过来了。
表演前只需把两叠卡片按相同的顺序排序叠在一起就可以了。