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数学游戏工坊合集
五十七座可玩的数学馆 · 置换群 · 对称 · 镶嵌 · 剖分 · 魔方 · 幻方 · 组合博弈 · 元胞自动机 · 无理数 · 音乐 · 注意力 · 密码 —— 点开即玩,无需登录
工坊速达
五十七座工坊 · 点名称直接进馆(不必先翻卡片)
群论 · 对称 · 镶嵌
管道工
十五格
二阶魔方
三阶魔方
带饰艺境
数墙艺境
万花筒
七巧板
等积剖分
五联方
阿基米德密铺
非等边密铺
Penrose 密铺
王氏砖
凸多边形密铺
变形密铺
幻方 · 逻辑 · 棋谜
4 阶缺陷幻方
洛书九宫
数独道场
数织
独立钻石棋
三角独立钻石
点格棋
组合博弈
珍珠劫 NIM
威索夫
撒谷记 · 播棋
斐波那契博弈
巴什钱局
多堆 NIM
凯尔斯球馆
石阶拾金
豆芽棋圃
六贯棋桥
连珠记 · 五子棋
双王记 · 国际象棋
手谈记 · 围棋
楚汉记 · 象棋
华容道
数论 · 算法 · 计数 · 音乐
埃氏筛
二进制手指操
西尔弗铸币
金盘梵塔
二十四点
神秘辫子
舒尔特方格
三圆枚举
康威生命游戏
无理谱 · 无理数作曲
博弈论 · 概率 · 逻辑
毒巧克力
数之日
一笔画
点数分金
双人对赌
随机之尺
囚徒困境
窥探之眼
密码 · 破译
Enigma 转子实验室
🔐
Enigma 转子实验室 · 密码机与图灵的 Bombe
二战最著名的密码机,在这里可以真的转起来:三个转子、一个反射器、十对插线,每按一键,电流的全程路径逐格亮起;机器自检对准历史测试向量 AAAAA→BDZGO。再走进图灵实验室——从一句猜出来的德文 crib,到菜单回路图,到 17,576 个转鼓起点的自动清算,亲眼看见「否证一切不可能,剩下的就是答案」;附 1918–2013 历史长廊、真值表与六关挑战。
密码学 · 图灵 · Bombe · 置换群
🪢
管道工 · 鬼脚图工坊
Piet Hein 的 Tangloids(模拟旋量的缠绳木块游戏)的纸笔化身:竖线是管道,横线是一次相邻对换。抽签台一键生成随机鬼脚图,看 n 个小球同时行走、绝不撞车地各得其所;挑战台给定目标置换,由你亲手落笔画线实现它——「轮换分解 → 对换乘积 → 相邻化」的四步算法随时以参考画法现身,任何目标都一定画得出来,因为相邻对换生成整个对称群。
置换群 · 相邻对换 · 抽签的数学
🍫
毒巧克力 · Chomp 博弈工坊
毒块摆在左上角,每吃一格就连带右下一起消失——谁被迫吃毒谁输。与完美 AI 对局三级难度,「造局」页遍览 2×2 到 7×7 的全部必胜首着;至于一般棋盘的首着怎么走,这是 1974 年 Gale 提出至今未解的公开问题,而「先手必胜」本身用一个漂亮的策略偷取就能证明。
组合博弈 · 策略偷取 · 开放问题
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数之日 · 超现实数造数工坊
从空集开始逐天造数:第 0 天有 0 = {|},第 1 天造出 1 = {0|} 与 −1 = {|0},第 2 天 ½ = {0|1} 诞生……亲手把已有的数放进左集与右集,系统按「最简者胜」算出规范形与生日,看整数、半整数、二进分数如何在生日树上次第长出——Conway 的名言「先有游戏,后有名数」在这里可以亲手验证。
超现实数 · 生日构造 · Conway
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一笔画 · 欧拉路径工坊
柯尼斯堡的七座桥能不能不重复地走完?点节点连边逐笔作画,实时统计各点度数与奇点个数,判据(连通 + 奇点数 0 或 2)与暴力搜索当场对拍;「造桥」模式允许你在七桥图上添桥删桥,亲手把一座不可能的城市改造成可以一笔画完的图。
图论 · 欧拉 1736 · 奇点判据
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点数分金 · 赌局工坊
1654 年帕斯卡与费马通信里的点数分配问题、赌徒破产公式、马丁格尔加倍系统的破产率模拟——三个真跑的实验配上一个亲手下注的硬币对决:无论你怎么调整注额,期望都不会改变。圣彼得堡悖论与「盈不足术」的对照也在馆内。
概率 · 期望 · 鞅
⚖️
双人对赌 · 零和博弈工坊
把 2×2 或 3×3 收益矩阵输进去,立刻得到博弈值与双方的最优混合策略;2×2 附图形解法(两条收益直线的交点),再来一局和完美对手的对赌,看你离 von Neumann 的 minimax 值有多远——匹配硬币、石头剪刀布与册书例题 [[3,−1],[−2,4]] 皆已预置。
博弈论 · 混合策略 · minimax
🎯
随机之尺 · 蒙特卡洛工坊
往单位正方形里撒点,用落在四分之一圆里的比例估计 π:散点图与收敛曲线实时更新,误差按 O(1/√n) 慢慢收缩;再配大数定律(掷骰均值趋向 3.5)与生日悖论两把随机之尺,看看「用随机去丈量确定」这门手艺的来历。
蒙特卡洛 · 大数定律 · 随机模拟
🤝
囚徒困境 · 重复博弈工坊
重复 200 局的囚徒困境:选永远合作、永远背叛、针锋相对、冷酷或随机,看累计得分与彩色动作条纹;循环赛记分榜里针锋相对与冷酷并列第一、永远背叛垫底,而复制动力学则展示「合作」如何在演化中活下来。Axelrod 1980 年那场著名锦标赛的结论,在这里可以亲手复现。
博弈论 · 重复博弈 · 合作演化
🔍
窥探之眼 · EF 博弈工坊
两个结构、两位玩家:Spoiler 每轮挑一个元素,Duplicator 必须在另一个结构里回应并保住部分同构。k 轮之后谁能赢,恰好刻画了两个结构的逻辑等价——线性序上的阈值 1, 3, 7, 15 由穷举逐格验证,这正是模型论「用对局下定义」的经典手笔(Fraïssé 1954 / Ehrenfeucht 1961)。
数理逻辑 · 模型论 · EF 博弈
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无理谱 · 用无理数作曲工坊
π、e、√2、√3、√5、√p(p 为质数)、∛2 的小数位与连分数,直接译成旋律——同一串数字,换一种风格与映射,便得到全然不同的曲子。五种风格(轻音乐 · 流行 · 说唱 · 布鲁斯 · 国风)与四件乐器(钢琴 · 小提琴 · 口琴 · 吉他)自由搭配;起始位、小节数、音阶、映射法则皆可亲手调。常数 × 风格 的探索图鉴随听随点亮,成曲可导出 MIDI、生成分享链接。
无理数 · 音乐 · Web Audio
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方寸宇宙 · 康威生命游戏工坊
三条规则,一片宇宙:画下种子,看它自己生长、振荡、远航。十八种经典图样一键装载——滑翔机、脉冲星、五连灯、高斯帕滑翔机枪、R-五连方、橡实、顽固分子,周期自动识别,边界可环可墙;附完整历史走廊:从冯·诺依曼的自我复制机、1970 年加德纳专栏与五十美元悬赏、1982 年图灵完备性证明,到 2018 年骑士船 Sir Robin 与 2023 年全能周期定理。
元胞自动机 · 图灵完备 · 涌现
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横刀立马 · 华容道滑块工坊
移动各路兵将,护送曹操从下方出口逃出——同一棋子连滑带转算一步,横刀立马最少 81 步。收录 40 个经典开局(从「近在咫尺」22 步到「峰回路转」138 步),内置 0-1 BFS 求解器:随时提示下一步、一键自动演示最短通路;附华容道典故、1930 年代欧美滑块源流、传入中国始末与法/日/泰各国同名戏的史料走廊。
滑块 · 组合博弈 · 华容道
◎
三圆万象 · 维恩图枚举工坊
三个圆代表三个集合,拖动它们,枚举三圆在平面上全部 14 种本质不同的交叠结构——不许相切、不许三圆共点,同构只算一次。灵感来自 Numberphile《How many ways can circles overlap?》(Neil Sloane、Jonathan Wild),数列 1, 3, 14, 173, 16951 见 OEIS A250001;内附玩法说明与维恩图 1880 年以来的史料。
集合 · 维恩图 · 枚举
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剖分万象 · 平面等积剖分等价工坊
面积相等的两个多边形,总能切成有限块重拼成彼此——华勒斯-波埃伊-格维也纳定理,希尔伯特第三问题的平面起源。画出任意两个等积图形,亲眼看算法依次剖分:多边形→三角形→矩形→正方形(Hilbert 模式)→两方合一(刘徽模式)→同一套碎块互拼;附刘徽青朱出入图与 1900 年第三问题的史料长廊。
等积剖分 · 刘徽 · 希尔伯特第三问题
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七巧万象 · 七巧板游戏工坊
历史与定理俱全的七巧馆:经典智力图谱二百四十一图,人物·动物·器物·几何分类;描红·轮廓·徒手三难度;创造工坊可自创新图;兼答「凸多边形恰十三个」之问。
组合几何 · 七巧板
🧩
十五格 · 置换滑块工坊
经典滑块拼图背后的置换奇偶密码:为什么一半局面永远无解?
群论 · 置换
📜
带饰艺境 · 带饰艺术工坊
花边上的数学:七种带饰群,画一条带子就懂一层对称。
群论 · 镶嵌
🏯
面饰艺境 · 数墙艺术工坊
铺满平面的 17 种 wallpaper 群,一面墙就是一座对称博物馆。
群论 · 镶嵌
🎲
八方玲珑 · 二阶魔方群
二阶魔方的状态空间与还原策略,小魔方里的大群论。
群论 · 魔方
🧊
立方万象 · 三阶魔方群
四千三百亿亿种状态从何而来?三阶魔方群的深度漫游。
群论 · 魔方
🔮
幻方拾遗 · 4 阶缺陷幻方
7040 个四阶幻方的大千世界:挖洞成题,十级闯关。
组合 · 幻方
🧩
数独道场 · 数独游戏工坊
四档难度唯一解出题机,笔记、提示、冲突高亮齐全;附数独两百年简史与回溯、DLX 算法概况。
逻辑推理 · 约束满足
🔮
镜中花园 · 万花筒模拟器
三镜 60° 的光学对称:彩色纸屑随进度条转动,12 个镜像铺满全屏,每一格进度都是一朵新花。
对称 · 光学
🖐️
一只手的魔力 · 二进制手指操
九章格手指操的二进制版:位值 1·2·4·8·16,一只手数遍 0~31,满二进一跟操闯关。
记数 · 二进制
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洛书九宫 · 三阶幻方工坊
大禹神龟背上的洛书:只有 8 幅的三阶幻方,低龄友好版。
组合 · 幻方
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珍珠劫 · NIM 海盗工坊
海盗拿珍珠做赌局,人质的生存法则藏在异或密码里。
博弈论 · NIM
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皇后登山 · 威索夫工坊
皇后向上、向左、斜上三向行走,必胜策略藏在黄金比 φ 里。
博弈论 · 威索夫
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金盘梵塔 · 汉诺塔工坊
三柱与四柱双模式、圆盘数自选的真棋盘;从婆罗门传说、2ⁿ−1 递归到 Frame–Stewart 的 73 年悬案。
递归 · 算法
🧺
筛中寻质 · 埃氏筛工坊
从 2 起排数阵、1 的位置留空:每轮圈出质数再划去它的倍数,重复划到闪现三次、相邻两轮异色,收尾圈出全部素数(10–200 整十可选)。
数论 · 素数
🐰
月兔拔萝卜 · 斐波那契工坊
每次至多拿对手上轮的 2 倍,必胜密码藏在斐波那契的 Zeckendorf 分解里。
博弈论 · 斐波那契
🪙
巴什钱局 · Bash Game 工坊
巴什老爷的金币赌局:每次至多拿 m 枚,补数口诀把 m+1 的倍数留给对手。
博弈论 · 巴什
⛏️
摩尔矿场 · 多堆 NIM 工坊
每轮至多开采 k 条矿脉,摩尔教授的密码:让每位上 1 的个数都是 k+1 的倍数。
博弈论 · Moore
🎳
凯尔斯球馆 · Kayles 工坊
每轮击倒 1 根或 2 根相邻球瓶,击倒处断开成两段。Grundy 序列藏着周期 12。
博弈论 · Kayles
🪙
石阶拾金 · Staircase Nim 工坊
铜钱沿石阶下移,落到地面就归您。偶数级是死子——胜负只看奇数级异或。
博弈论 · Staircase
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豆芽棋圃 · Sprouts 工坊
每点 3 条命,画线连两点、线上生新点。曲线不许交叉——平面拓扑上的博弈。
博弈论 · Sprouts
⬡
六贯棋桥 · Hex 工坊
六边轮落子,先连己方两岸者胜。Nash 定理说先手必胜——把必胜走出来是您的事。
连接数学 · Hex
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撒谷记 · 播棋工坊
一把谷粒播过十二垄,正对有谷即可收——Kalah 规则的谷粒接力藏着精确的算术,五档 AI 与您斗智。
组合博弈 · 播棋
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连珠记 · 五子棋工坊
十五路棋枰连五即胜:五档 AI 从打盹到深算,研棋室里看棋型,连珠源流里读一读这项古老智力游戏的身世。
组合博弈 · 五子棋
⚪
手谈记 · 围棋工坊
九路棋枰短兵相接:中国规则数子点目,提子、打劫、终局结算一手不漏;定式学堂五课入门,棋史长廊四千年。人机或双人,随时手谈一局。
组合博弈 · 围棋
♔
双王记 · 国际象棋工坊
六十四格黑白对垒:王车易位、吃过路兵、兵的升变一步不落;弈灵 AI 多档陪练,研棋室摆局推演算形势,弈棋源流里读一读千年棋史。
兵法推演 · 国际象棋
帥
楚汉记 · 中国象棋工坊
楚河汉界九宫对垒:蹩马腿、塞象眼、将帅不照面,规则严丝合缝;限时两层搜索 AI 有思考不出错,杀法学堂四课含一步杀推演,棋史长廊两千年。
兵法推演 · 象棋
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密铺万象 · Archimedean Tilings 工坊
正多边形铺满平面只有 11 种方式。全图鉴、放大镜下的顶点记号追踪、侦探挑战——以及开普勒钉死的答案:为什么只有八种。
均匀密铺 · 阿基米德
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非等边密铺工坊 · 毕达哥拉斯密铺与勾股定理
两种尺寸的正方形铺满平面,基本域里藏著 a²+b²=c²:见证剖分动画、任意比例滑杆、铺满图鉴,还有把等边密铺捏成非等边的仿射探索器。
非等边密铺 · 勾股定理
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非周期密铺工坊 · Penrose 密铺
两种瓦片铺满平面,却永不与自身平移重合:风筝飞镖与胖瘦菱形两族替换、太阳星星五菱花三代生长、数量比收敛到黄金比 φ,膨胀层级里藏着准晶体的答案。
非周期密铺 · 准晶体
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王氏砖密铺工坊 · Wang Tiles
十一块正方瓦、四色边,只许邻边同色却铺满平面而永无周期——从 Berger 的两万块到 Jeandel–Rao 的十一块极限,白边锁扣、频率不均、无小周期都能亲手验证,拼图还能问出「停机问题」。
非周期密铺 · 不可判定
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凸多边形密铺工坊 · Convex Tiles
一块凸多边形铺满平面,谁行谁不行?98 年狩猎:从 Reinhardt 五型到家庭主妇 Rice 的四型,再到 Rao 2017 的终局证明——恰 15 族五边形。18 族图鉴 + 参数滑杆实时重铺晶格,JS 与 Python 引擎逐顶点对拍。
凸五边形 · 15 型终局
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变形密铺工坊 · Escher Tiles
只雕边界,不动骨架——埃舍尔的铁律。半段 S 曲线经边中点镜像长成整边,90° 联动让画面涌现 p4′ 换色对称:90° 旋转红绿互换,鱼鼻在格点蓝十字相会。拖动控制点雕刻您自己的鱼阵,无缝无叠当场重验。
换色对称 · p4′
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独立钻石棋工坊 · Peg Solitaire
跳一格、吃一子,清盘到单子居中。康威的位置类是 16 类判决书——开局选错未走先死;pagoda 函数证明军队永远攻不上第 5 行。对局判决器实时称重,六关启发式教程陪您走到 18 步「天才」。
不变量 · 位置类判决
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三角独立钻石棋工坊 · Triangle Peg Solitaire
十五孔三角盘、十四枚棋、顶孔空——Cracker Barrel 餐桌上的美国国民 puzzle。本馆之问:单子可否收于末行?Klein 四元群的三色通行证一锤定音:末行五孔只有正中够格,16 128 种解法引擎穷举实数;对局页内置实时可达判定、提示与官方 13 步演示,附 1687 年以来的史料长廊。
Klein 四元群 · 不变量 · 组合博弈
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点格棋工坊 · Dots and Boxes
画一根线、补成第四边,盒子归您并再走一手。童年游戏里藏着最深的组合博弈:安全边、链的解剖学、双杀——以及本站程序暴力证实的定律「无圈先手全扫、单圈四盒税」。三档 AI 实战,残局价目表精确到每一盒。
链与圈 · 双杀转嫁
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数织工坊 · Nonogram
只靠每行每列的连续涂黑段线索,重建整幅图画。每一题都程序验证唯一解并标注难度性质;策略教程逐步演示嵌位、封边、交叉与矛盾试探——您用的武器正是求解器的同款零件。它还是 NP 完全的:离散断层成像的二维玩具版。
唯一解 · 交集推理
🪢
神秘辫子工坊 · Mystery Braid
一条皮革、两个死扣、三股「编不出来」的辫子。秘密藏在三股辫群 B₃ 的中心:满扭 Δ² 在两端完全隐形。解缠对局里用康威缠绕分数把乱麻一步步送回零——欧几里得算法客串最优策略;模拟器里亲手编出这个中心元素。
B₃ · 满扭 Δ² · PSL(2,ℤ)
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西尔弗铸币工坊 · Sylver Coinage
康威为致敬 Sylvester 而铸的 misère 硬币:轮流报出不能由已报之数组合表出的整数,被迫报 1 者输。规则一行讲完,棋局四十五年未解——Hutchings 定理保证大素数开局必胜却不肯透露半步。实验室里亲手算数值半群的缺口与 Frobenius 数,教程复盘维基名局。
数值半群 · misère · Hutchings
🂴
二十四点工坊 · 24 Points
四张牌、四则加括号,把 24 拼出来——拼不出也由穷举背书:全部 1820 种牌型逐一判决,1362 可解、458 无解。3,3,8,8 全谱唯一解、1,1,9,9 靠开方与阶乘救活;还能自装乘方、对数与三角,边界声明得一清二楚。
穷举即证明 · 分数中间值 · 扩展算子
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五联方工坊 · 伤脑筋十二块
十二块五格骨牌,拼出 6×10 有 2339 种本质不同的拼法,3×20 却只有 2 种。把「每块一次、每格一次」交给精确覆盖算法,DLX 一键穷举;黑白染色算出一道守恒律,差超过 ±14 的棋盘不必搜索即可否决。想挑战极限,试试用同一块做九份去拼它自己的三倍放大。
精确覆盖 · DLX · 12 块手性 · 着色不变量
🎯
静观寻数 · 舒尔特方格工坊
把 1 到 N 打散在表里按序找出:4×4 与 5×5 双盘面、60/100 秒双限时,真点击真计时;结算给出用时、失误、每步反应、视线行程与 Hick 拟合,目光路径当场回放。随机与蛇形两种排布的行程期望精确枚举,训练效果的科学边界也交代得一清二楚。
注意力 · 视觉搜索 · Hick–Hyman