Un
QUADRAT MÀGIC és una
quadrícula numèrica on la suma dels valors de cadascuna de les seves files, columnes i diagonals és la mateixa.
Tot i que pot haver-hi altres variacions, usualment les caselles dels quadrats màgics típics s’omplen amb els nombres enters consecutius des de l’1 a N². Aquest valor N equival a l’
Ordre del Quadrat, és a dir el seu nombre de files o columnes.
Encapçalant aquest post i com a exemple, podem veure un quadrat màgic d’ordre 3 (amb tres files i tres columnes) format amb els nombres de l’1 al 9 (3²) que compleix que les seves tres files (4+9+2, 3+5+7, 8+1+6), les tres columnes (4+3+8, 9+5+1, 2+7+6) i les dues diagonals (4+5+6, 8+5+2) sumen 15.
Aquest resultat idèntic que resulta de sumar els valors que trobem a cada fila, columna o diagonal s’anomena
Constant Màgica i és la resultant del sumatori de totes les xifres que omplen el quadrat dividit pel nombre de files o columnes que el formen. Com hem vist, el quadrat màgic d’ordre 3 de l’exemple té una constant màgica igual a 15 [(1+2+3+4+5+6+7+8+9) / 3 = 15] i de la mateixa manera podríem calcular aquest valor per a qualsevol altre quadrat màgic. En el cas dels quadrats típics (els que s’omplen amb els nombres enters consecutius de l’1 a N²) podem utilitzar la fórmula
M = (N³ + N) / 2 que ens permet trobar la constant màgica (M) a partir de l’ordre del quadrat (N). Així tenim que per a N=3 ens dona M = 15 com ja s’ha dit i també és fàcil calcular que M valdrà 34 en un quadrat màgic d’ordre 4, 65 en un d’ordre 5, 111 en un quadrat d’ordre 6 i així successivament. Cal fer constar que només hi ha una manera (sense comptar els simètrics que es poden obtenir per rotació o reflexió) de completar un quadrat màgic típic d’ordre 3, però en podem obtenir fins a 880 de diferents d’ordre 4 i n’hi ha 275.305.224 d'ordre 5. És clar que aquestes xifres es multipliquen fins a l’infinit si incloem els quadrats màgics formats amb altres nombres més enllà dels enters consecutius de l’1 a N² perquè és evident que un quadrat continua sent màgic si sumen, restem o multipliquem tots els seus elements per un mateix número o que també podem formar quadrats màgics omplint-ne les caselles amb valors diversos sempre que compleixin la regla que la suma de files, columnes i diagonals sigui la mateixa.
La història dels
QUADRATS MÀGICS és ancestral i ja els trobem a les antigues cultures xinesa, àrab o hindú on, des de temps remots, s’han considerat uns signes de bona sort i s’han utilitzat per confeccionar talismans i amulets. Diu la llegenda que l’origen dels quadrats màgics es remunta a l’any 2200 aC. En aquells temps, a la mil·lenària Xina, va sortir del riu Lo una gran tortuga (símbol de l’eternitat) que tenia a la seva closca una sèrie de taques de diferents colors. Substituint aquestes taques per números, s’obtenia un senzill trencaclosques aritmètic on els nombres de l’1 al 9 estaven ordenats perquè sempre sumessin 15. Segons s’explica al «Llibre dels Ritus», un dels
Cinc Clàssics xinesos del cànon confucià, aquesta curiosa distribució va inspirar a l’emperador Yu el Gran el tractat anomenat «El Gran Pla» que va fer servir de base per governar el seu regne. A continuació podeu veure una representació d’aquest quadrat màgic original que, com ja haureu endevinat, es correspon a l’exemple que he comentat abans i que també encapçala el post.

Al món occidental van ser mencionats per primera vegada als escrits de
Teó d’Esmirna, al voltant del 130 aC i se sap que al segle IX de la nostra era, aquests quadrats eren usats pels astròlegs en la confecció d’horòscops. Però no va ser fins més endavant, cap allà l’any 1300 i gràcies al matemàtic grec
Moscòpul, que els quadrats màgics i les seves propietats es van expandir per tot Occident, aprofitant els aires de renovació del Renaixement.
A Europa, el quadrat màgic més famós és d’ordre 4 i és el que apareix al gravat «La Malenconia» de l’artista alemany
Albrecht Dürer (1471 – 1528). La seva constant màgica és 34 i els nombres centrals de l’última fila són el 15 i el 14 per assenyalar que aquest gravat es va fer l’any 1514.
A Catalunya, és ben conegut el quadrat màgic que l’escultor
Josep Maria Subirachs (1927 – 2014) va incloure en el conjunt escultòric de la façana de la Passió de la Sagrada Família de Barcelona. És també un quadrat 4x4, tot i que estrictament no seria un quadrat màgic perquè incompleix la condició de no repetir les xifres. El motiu d’això és que Subirachs va modificar el quadrat màgic de Dürer suprimint els valors 12 i 16 i repetint els nombres 14 i 10 per aconseguir que la constant màgica passés a ser 33 (en comptes de 34), una xifra simbòlica en el món cristià perquè tradicionalment es considera que Jesús tenia trenta-tres anys quan va ser crucificat. Ho expliquen més a bastament en el post del blog de la Sagrada Família que us deixo en aquest
ENLLAÇ.

Segons les seves característiques, alguns quadrats màgics concrets reben una denominació especial. Entre d’altres, podríem trobar els ANTIMÀGICS que són els quadrats sense constant màgica perquè les sumes de les files, columnes i diagonals són totes diferents; els SEMIMÀGICS, quan només coincideixen les sumes de les files i les columnes, però no les de les diagonals; els BIMÀGICS (o els TRIMÀGICS) quan després d’elevar al quadrat (o al cub) totes les seves xifres s’obté un altre quadrat màgic; els CONCÈNTRICS que són els quadrats màgics que n’inclouen un altre (o altres) a l’interior; els MULTIPLICATIUS on la constant màgica resulta de la multiplicació dels valors de les files, columnes i diagonals; els DIABÒLICS (o PANMÀGICS) que són aquells on també les diagonals complementàries [les dues diagonals paral·leles a la principal] sumen la constant màgica; els PERFECTES que presenten la constant màgica en la suma de files, columnes, diagonals, diagonals complementàries i també en els subquadrats interiors o en els valors dels cantons; els ALFAMÀGICS quan les xifres que omplen el quadrat s’escriuen amb el seu nom i resulta que el nombre de lletres d’aquests noms també formen un quadrat màgic; el del TAULER D’ESCACS, fet pel matemàtic suís Leonhard Euler que en un quadrat 8x8 va distribuir els números de l’1 al 64 de manera que es pot anar consecutivament del primer a l’últim seguint els moviments d’un cavall d’escacs; l’APOCALÍPTIC, creat per A. W. Johnson és d’ordre 6, està format per nombres primers i la seva constant màgica és 666...

Es coneixen diversos procediments per poder crear un quadrat màgic que comporten major o menor dificultat depenent, sobretot, de l’ordre del quadrat que volem obtenir. Per un valor de N senar, els quadrats màgics són més fàcils de generar mentre que els quadrats d’ordre parell són més complicats de fer i, dins d’aquests últims, resulten d’elaboració més directa els quadrats amb un ordre múltiple de 4 que els que tenen un N parell però no divisible per 4. A l’article que la Viquipèdia dedica a aquest joc numèric es detallen els mètodes més genèrics per construir un quadrat màgic, ho podeu veure
AQUÍ.
Però per acabar aquest post, n’he triat un de força senzill que he trobat al llibre JUEGOS DE MANOS DE BOLSILLO VOL.2 (Wenceslao Ciuró – 1961). Aquest és un sistema que permet construir un quadrat màgic d’ordre 5 amb la possibilitat de començar per qualsevol xifra inicial i només seguint unes simples regles que ens indiquen que partint d’un primer número donat, el seu consecutiu estarà situat dues caselles més amunt i una a la dreta del primer, excepte quan aquest és un múltiple de 5 (5, 10, 15, 20 i 25) perquè aleshores haurem de posar el segon a dues caselles a la dreta del primer. Amb el benentès que per poder omplir tot el quadrat hem d’imaginar cadascuna de les files i les columnes com si fossin cadenes sense fi, és a dir que si hem d’avançar dues caselles i se’ns «acaba» el quadrat, el que hem de fer és continuar per l’altre extrem de la mateixa fila o columna.
Per deixar-ho més clar, millor que ho fem amb un exemple. Partim d’una quadrícula 5x5 buida. Hem d’omplir les 25 caselles amb els nombres que van de l’1 al 25 i ens diuen que comencem situant el número 13 a la segona casella de la tercera fila (és a dir, a la casella de la fila 3, columna 2 [3,2]). El 14, per tant, l’haurem de col·locar dues files més amunt i una columna a la dreta i això correspon a la casella [1,3]. Com aquest 14 ha caigut a la primera fila i no n’hi ha cap més per sobre seguirem el compte per la part de sota i així els mateixos càlculs portaran el 15 a la casella [4,4]. Ara hem arribat a un dels múltiples de cinc i, en conseqüència, per col·locar el 16 canviarem de moviment i el posarem a dues caselles a la dreta del 15, és a dir a la [4,1]; pel 17 tornarem a comptar dues files cap amunt i una a la dreta per trobar la [2,2]... i així successivament (quan arribem al número 25, continuarem amb l’1) fins a omplir totes les caselles. Si no ens equivoquem, al final haurem format el següent quadrat màgic d’ordre 5 i amb una constant màgica de valor 65.
| 8 |
21 |
14 |
2 |
20 |
| 4 |
17 |
10 |
23 |
11 |
| 25 |
13 |
1 |
19 |
7 |
| 16 |
9 |
22 |
15 |
3 |
| 12 |
5 |
18 |
6 |
24 |