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文字对称中的数学与魔术(三)——汉字到中文的对称性

 MatheMagician 2023-07-05 发布于广东
在前面的两篇文章中,我们已经介绍了语言文中阿拉伯数字和英文的对称性,相关内容请戳:

文字对称中的数学与魔术(二)——英文字母到单词的对称性
文字对称中的数学与魔术(一)——阿拉伯数字的对称性

今天我们进入魔术介绍之前的最后一类文字介绍——汉语。


汉字的对称性

汉字几乎是当今世界唯一一个保持了象形文字特征,没有完全字母化的文字,其单个字符数量远远多于一般字母文字,其对称性自然也就更加复杂了。你想找的任何形式的对称,汉字中都可能能找到原型。

左右轴对称:丰、甲、由、曲、呈
上下轴对称:一、田、口、十、王
纯中心对称:互

注意,很难有那种仅仅上下对称但不左右对称的,往往同时存在,而它们一起又构成中心对称的汉字,我猜测这可能和汉字的基础笔划有关,要左右对称的单个和对应笔划存在很容易,但上下就相对难。

一个特殊的案例,就是〇也是汉字,它的对称结构可以看作是一个C无穷的循环群。

以上是自身的对称性,那有没有互为对称的镜像文字呢?

据我目前掌握的资料,还真是罕见,可能祖先在设计的时候,就已经刻意避免了这个情况以免产生书写歧义等等。但不代表没有。这一对符号卍和卐,读作wan,被康熙字典收录,虽然现在已经废弃不用,但是unicode还是收录了它,且世界各国文化中都常见这个符号,比如印度,波斯文化等,但各自意义已完全不同

当然如果我们把搜索范围扩展到甲骨文等古代的象形文字,那还是有很多简化字所没有的对称属性的,比如下面这个中心对称的汉字,怎么着也得给简化了:

图1 中心对称的字
               
图2 甲骨文的水字
               
图3 乌龟的龟字
                

这些字看起来越像是一幅真的画,就越有可能肆无忌惮地复杂和呈现本有些冗余的对称性。而我们现在用的简化汉字,自然为了提升效率的原因,放弃了这部分美感,让这些美去博物馆里供人们纪念,也挺好。

这里我们就没有一一列举所有对称的汉字了,大家可以方便地从网上查到资料,或者用程序判断。

我想汉字少有互为对称的现象应该和汉字组成结构里所讲的上下,左右,包围等结构有关吧,非结构字比较简单,没有特殊意义的话要防止这种容易混淆的互相对称字,而结构字因为各结构间本身偏旁部首互不相同,因此也很难形成互换后相等的互为对称的效果吧。


汉字序列的对称性

因为互为对称汉字的稀缺,基本的左右对称序列就很难存在了。但是,我们博大精深的汉字文化怎么能就这么没有数学性质上的特色呢?还记得在上一篇中我们聊到了文字序列对称的几种类型,其中最弱的一种就是回文序列(palindrome),其实它根本就不是一种图形上的对称,只是序列上抽象意义上的一个恒等式的说法而已,即a_2x - n = a_n,x为序列的中心位置索引。

而灵活的汉语,可以创造出很多令人匪夷所思的回文句子,而且意境还特别优美,相比于几个少量的回文英文单词,和蹩脚的回文英文句子,英文在这些方面比起汉语来说就要干瘪很多了,前文说过了英文,我们来看一下优雅的汉语回文例子:

一些基本的白话:

蜜蜂酿蜂蜜
风扇能扇风
奶牛产牛奶
清水池里池水清
静泉山上山泉静
上海自来水来自海上
雾锁山头山锁雾
天连水尾水连天
院满春光春满院
门盈喜气喜盈门
可以看到,因为汉语在由字组词的时候,经常有动宾结构和修饰语加中心词这两种结构,二者恰好位置对称语义相近,因此才有奶牛,牛奶,蜜蜂蜂蜜,风扇扇风这样的基本对称结构,就很容易组成回文的句子。
你以为这就完了,才刚刚开始!
在对联中,其中对仗工整的要求里,如果出现回文,那必然也是要满足的,这简直太难了,但难不倒我们的文学家们:
上联:客上天然居,居然天上客;
下联:人过大佛寺,寺佛大过人。
这副对联出自乾隆给纪晓岚的题目,上联居然是一个回文诗句,难上加难。但纪晓岚不愧是京城才子啊,实力过硬!
这还不能完全体现汉语的实力,那种整篇整篇的诗,要满足回文,还不影响意思表达,形式和内容相得益彰完美融合,居然也有佳作:
题金山寺 苏轼或徐寅
潮随暗浪雪山倾,远浦渔舟钓月明。
桥对寺门松径小,槛当泉眼石波清。
迢迢绿树江天晓,霭霭红霞海日睛。
遥望四边云接水,碧峰千点数鸿轻。
轻鸿数点千峰碧,水接云边四望遥。
晴日海霞红霭霭,晓天江树绿迢迢。
清波石眼泉当槛,小径松门寺对桥。
明月钓舟渔浦远,倾山雪浪暗随潮。
这个级别的回文,我想只有发动计算机的搜索能力才好解决吧,然而古人硬是凭借实力的积累,给作出来了!

当然,说到回文,一切以序列为结构的文字都可以有,而且不依赖文本图形的对称性,比如数字,日期等的回文,也十分有趣,而在我们的蛋白质的氨基酸序列中由于一些折叠结构的存在,很多序也是具有回文结构的,因此这也是计算机生物序列分析中的一个重要而又有挑战的话题。
好了,以上便是语言文字中对称性的发现和总结到此告一段落。从下一篇开始,我来一起看看,在魔术中,我们是如何利用这些性质来设计效果的。

后面要讲解的作品,抢先看!

视频1 97 or 74

下一讲将要介绍的作品,抢先看!

视频2 3 or 8

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