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骰子的面数:从牛羊距骨到 d100,为什么能公平的面数只有五种

2026/10/110 次浏览元游棋牌

正多面体只有五种,所以能做出完全公平的多面骰也只有五颗——d10 已经不是柏拉图立体,d100 甚至不是等面的。

最早的骰子不是方的

骰子在五千年前的西亚地区就有使用。最早的形态不是今天常见的正多面体,而是角锥状或棒状的,或者直接取自牛、羊的距骨(踝骨)。古埃及、古希腊和古罗马都有用距骨玩抛掷游戏的记载。

距骨能掷出四个面,被认为正是六面骰的前身——它提供了「有限个可分辨结果」这个核心功能,形状反而是次要的。

六面骰的两条隐藏规则

最常见的六面骰是一颗正立方体,上面有一到六个点。它有两条不写在说明书上的规则:

对面点数之和必为 7。 这要求 1、2、3 三个面共用一个顶点。它们绕这个顶点是顺时针还是逆时针排列,决定了骰子的「手性」:逆时针是右手骰,顺时针是左手骰。西方骰通常是右手骰,中国骰通常是左手骰。

中国的骰子把一点和四点漆成红色。 据清代赵翼考证,红四点最早为唐玄宗所使用;另一种说法是庄家的迷信。不管哪种说法,结果都一样:把随机的结果变成了一个可以喊出来的彩头。

标准骰子边长通常 1.6 厘米。

完全公平的骰子做不出来

理论上,公正骰子的重心应该在正中央,使每一面朝上的概率完全相同。但制作上做不到:六面骰的点数是凹刻的,六点的凹洞比一点多,所以一点的那一面必然偏重。

赌场用的精密骰走的是另一套工艺:从挤出的醋酸纤维素棒上切下来,点数钻孔深度控制在 17 ± 4 密耳,再用与醋酸密度匹配的漆或环氧树脂填充,以保持平衡。新泽西规定赌场骰边长不得超过 0.775 英寸(牌九骰除外)。每颗精密骰都带序列号和赌场标志,防止被调包;材料透明则让内部配重容易被看出来。

反过来,灌铅和使用磁铁正是通过改变重心来控制结果,属于诈赌手段。

面数的上限由几何决定

正多面体(各个面都是全等正多边形、各个多面角也全等)由欧拉定理推出只有五种:正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体、正二十面体。

正因如此,能做出完全等概率的多面骰只有 d4、d6、d8、d12、d20 这五颗。

标准角色扮演骰组有七颗:d4、d6、d8、d12、d20 各一颗,再加两颗 d10(一颗 0–9,一颗 00–90,两颗相加确定百分比)。这里面有五颗是柏拉图立体,两颗不是。

那些「不太公平」的面数

d10:不是正多面体,而是五角偏方面体——每个面是风筝形,有两组不同的边长、三种不同的角、两类不同的顶点。它因为十进制计数的需要而诞生,两颗还能当 100 用。

d4:正四面体,静止时没有面朝上。设计者的解决办法是在每个面的三条边上都写上数字,投出后看任意一个面最下方的数字——你能看到的三面最底下那个数字都相同,不需要计算。

d24:把正六面体的每个面中点向外挤出,一个面分成四个,每个面是等腰钝角三角形。虽然不是正多面体,但每个面概率相同,是个成功的设计。

d5:正三棱柱形,底边与高的比值被设计得使每面概率都是 1/5。

d30:每个面是菱形,形状圆滑,但不是正多面体(菱形不是正四边形)。标准 TRPG 里 30 面骰通常不是用来掷的,而是放在地图上作指示物,转面朝上的数字来表示怪物生命值。

d100(Zocchihedron):Lou Zocchi 直接设计成球体——空心球内有 100 个相连的凹槽和一个小球,投掷后小球随机落入一个凹槽,球就停在那一面。它替代两颗 d10,但它不是等面的,意味着某些结果的概率确实比别的高。

d120:disdyakis triacontahedron,每个面是不等边三角形,站在实用骰设计的极端。

此外还有七面骰(用于双陆棋变体)、36 面骰(设计成用上下两排点模拟同时掷两颗 d6)、以及不具实用性质的 1 面骰(莫比乌斯带)和球形骰。

两颗骰子的词汇

同时掷两颗骰产生了一套自己的说法。「snake eyes」(蛇眼)指两颗都是一点,词源可追到 1919 年;「boxcars」(也作 midnight)指两颗都是六点,因形似一对货运车厢得名。这些词大多来自花旗骰(craps)——这个游戏为一串具体的点数组合各自造了名字。

数学家开的玩笑:赛克文的骰子

存在这样两颗不同的六面骰:它们掷出的结果分布,和两颗普通骰子完全一样。各面都是正整数的组合只有一种,叫赛克文的骰子(Sicherman's dice),点数分别是 1、2、2、3、3、4 和 1、3、4、5、6、8。

也就是说,2 到 12 的每个和出现的次数都与普通骰一致,但你手上的骰子看起来完全不对劲。

结语

骰子的历史其实是一条「不断往面数上加,又不断被几何拉回来」的线。能真正做到公平的面数只有五种,这是欧拉定理给出的硬边界;超出这个边界之后,每加一种面数都是在用一点公平性换一点方便。d10 换来了十进制,d100 换来了一次投掷出百分比——它们都不是等概率的,但使用者接受了这个代价。

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