Упражнения для мозгов – занимательный мир головоломок
Разборные головоломки
Продолжаем обзор существующих в мире механических головоломок.

Упражнения для мозгов – занимательный мир головоломок

Разборные головоломки

Продолжаем обзор существующих в мире механических головоломок. В этом выпуске мы рассмотрим более подробно следующий класс – разборные головоломки. Задача в головоломках этого класса заключается в том, чтобы разделить на части, открыть или извлечь некоторый объект. За рубежом эти головоломки известны как Take-Apart Puzzles. К ним относятся ящики и шкатулки с секретом, замки и перочинные ножи, открывающиеся необычным образом, различного рода предметы, разделяющиеся хитрым путём.

Наиболее крупным и старым семейством этого класса головоломок являются шкатулки с секретом.

Искусство изготовления таких шкатулок издревле развито в Японии. Изготовленные из бамбука или благородных сортов дерева, украшенные инкрустациями и рисунками на национальные темы, такие шкатулки называются химицу-бако. Открыть такой ящичек можно, если совершить по определённому алгоритму целый ряд перемещений пластинок, из которых состоят его стенки и крышка. Так, чтобы открыть шкатулку, которую изготовил около ста лет назад мастер Хидео Окияма, необходимо последовательно сделать 122 движения!

По всему миру ценятся шкатулки с секретом, созданные современным японским изобретателем Акио Камеи. Эти изделия, так называемые каракури, выполненные из благородных сортов дерева, отличаются оригинальным дизайном хитроумностью замков-секретов и тщательностью отделки. Не случайно Камеи-сан живёт и работает в городе Хаконэ, индустрия которого специализируется на производстве головоломок и физических игрушек из дерева.

Современные японские шкатулки с секретами - химитсу бако. На фото внизу - шкатулка фирмы Izumiya. Чтобы её открыть, надо сделать 14 движений.

В России сундучки и шкатулки с секретами изготавливались не только из дерева, но и ковались из металла. В настоящее время производством шкатулок с секретом славятся вятские мастера - краснодеревщики. Для отделки стенок вятских шкатулок используется берёзовый кап.

Старинная русская шкатулка с секретом. На передней панели выгравировано: 10 IV 1916 Асле – Дима

Современная вятская шкатулка с секретом

Автор этого «фолианта» - Майк Снайдер (Mike Snyder), изобретатель головоломок и «невозможных объектов» из американского города Рочестер. Понятно, что книга эта просто так не раскрывается, и чтобы попасть на первую станицу требуется изрядно поломать голову. На какую полку поставить этот предмет – на книжную, или туда, где стоят шкатулки с секретом?

К рассматриваемому классу Разборных головоломок можно отнести также семейство бутылочных головоломок.

Непревзойдённым мастером этого жанра является известный изобретатель из нидерландского города Венло Вил Страйбос. Наш российский исследователь истории головоломок Анатолий Калинин пишет: «Среди головоломок Вила Страйбоса особое место занимают головоломки в бутылках. Тут ему нет равных в мире. Не может не вызывать удивление, как внутрь бутылки попали предметы, размеры которых больше диаметра горлышка. При этом изобретатель утверждает, что можно открыть замок ключом, хотя оба они находятся внутри бутылки, что зацепленные друг за друга иголку, нитку и булавку удастся вынуть из бутылки вместе с напёрстком, а затем вернуть на прежнее место. При этом, как и при решении других головоломок, запрещено пользоваться какими-либо инструментами, приспособлениями, любыми предметами, не имеющими отношения к данной головоломке».

Как правило, решение этих головоломок достигается не ловкостью рук или терпением, а точными расчетами и умением использовать физические законы в бытовой практике.

Бутылочные головоломки Вила Страйбоса, Нидерланды.

Ещё одно семейство головоломок класса Take-Apart Puzzles имеет общее название «Ёжик в клетке».

Впервые идея такого типа головоломок изложена в патенте США ещё в 1896 г. (US patent No. 558 009 by C.A. Worrall). Однако настоящее возрождение этой игрушки произошло в Чехии, начиная с сороковых годов прошедшего века, благодаря писателю Ярославу Фоглару и иллюстратору Яну Фишеру, которые в своих детских приключенческих книгах вплетали в сюжет описание и рисунки этой головоломки. Тема «Ёжик в клетке» стала весьма популярна, и различные варианты этой головоломки выпускались чешской промышленностью. Так, в коллекции известного чешского специалиста Милана Водички имеется около 50 различных вариантов этой головоломки.

Последние версии этой головоломки, появившиеся в разных странах мира, как правило, сохраняют фамильное название, хотя конструктивно далеко ушли от прототипа.

«Ёжик в клетке» из коллекции Милана Водички, Чехия. Задача очевидна: выпустить Ёжика.

«Ёжик в клетке» (авт. В. Красноухов). Головоломка внешне похожа на обычную детскую игрушку, но математики и психологии в ней больше, чем кажется на первый взгляд.

Следующим семейством из класса разборных головоломок являются «неразберишки». Внешне они похожи на обычные пазлы - кусочки, из которых складываются разрезные картинки. Но в отличие от обычных пазлов, требующих внимания, терпения и усидчивости, «неразберишки» состоят из небольшого числа элементов (обычно четыре), зацепленных друг за друга. Конструкция этих элементов такова, что задача - разобрать этот пазл – может показаться неразрешимой. Для решения задачи потребуются тонкие согласованные движения всех составных частей «неразберишки». Первый патент на подобную конструкцию был выдан в США в девяностых годах прошлого века на имя Кена Уолкера. С тех пор «неразберишки» многократно совершенствовались изобретателями разных стран.

Неразберишка «Кенгуру» (авт. И. Новичкова). Задача – выпустить кенгурёнка из сумки. Внешняя простота данной конструкции обманчива. Кроме обычного для известных «неразберишек» замка, Ирина предусмотрела в своей головоломке дополнительный запирающий механизм. И чтобы решить задачу, с фигуркой кенгуру надо проделать акробатические трюки.

Естественно, к данному классу головоломок принадлежат и многочисленные конструкции запоров и замков. Крупнейшую коллекцию такого рода предметов собрали супруги Намита и Хирен Шах из г. Ахмадабад, Индия. Эти старинные и современные механизмы отличаются своими остроумными решениями.

Замки с секретами, русский (слева) и японский (справа). Оба открываются без ключа. Конечно, против «фомки» или ломика такие деревянные замки не устоят, но попробуйте открыть их силой интеллекта

Во многих головоломках этого класса для решения задачи «извлечь предмет» требуется проделать ряд целенаправленных плоских или пространственных манёвров. В других случаях – проделать определённое физическое действие (например, вращать головоломку и использовать возникающие центробежные силы). Но в любых случаях запрещено пользоваться каким-либо приспособлением (отвёрткой, магнитом, штопором и т.п.), не имеющим отношения к данной головоломке. Механическая головоломка - объект самодостаточный по определению.

Головоломка «Пробка» (авт. Хироказу Ивазава, Япония). Название не случайно - головоломка напоминает ситуацию, хорошо знакомую автолюбителям в крупных городах. Чтобы выбраться из этой пробки, потребуется совершить довольно сложные манёвры.

Головоломка «Флаг» (авт. Ноб Йошигахара, Япония) в стартовом и решённом состоянии. Для решения задачи флажок, половинки которого соединены шарообразным шарниром, должен совершить серию манёвров внутри корпуса-лабиринта.

Головоломка «Гнёздышко», авторы В. Красноухов и Джеймс Далгети (James Dalgety). Задача – выпустить птичку из гнезда. Корпус головоломки (гнёздышко) обладает свойствами трансформера.

«Солонка», «Перечница», «Бублик». Первые две головоломки - столовые приборы, их вполне можно использовать и по прямому назначению, но для этого надо совершить несколько вполне определённых манипуляций. Чтобы разделить на две части «Бублик», его надо … поцеловать. Придуманы и изготовлены эти головоломки братьями Робертом и Норманном Сэндфилдами совместно с Перри Макданиэлем, США.

«Штурвал» (авт. В. Красноухов) и «Кипящий котелок» (авт. Т. Матвеева). Что общего между ними? Обе головоломки фактически представляют собой «чёрный ящик». Для решения задачи надо понять устройство этого ящика.

Итак, мы рассмотрели класс головоломки, задачей в которых является разобрать объект. Казалось бы, «разобрать – не строить». Но в данном случае задача «разобрать» сложнее обратной задачи «собрать», это основная особенность головоломок данного класса. И здесь для решения задачи необходимо опираться на логический анализ, изобретательность, нетривиальное мышление.

Далее мы рассмотрим следующий класс – не распадающиеся головоломки, узлы.

Восьмой чемпионат г. Курска и Курской области по решению головоломок среди школьников. Апрель, 2010

Автор статьи: к.т.н. Владимир Иванович Красноухов