Люди проводят своё свободное время по-разному. Кто-то читает книги, кто-то предпочитает залипнуть в интересный сериал с бокалом пива, кто-то занимается безудержным шопингом, а кто-то просто позволяет себе от души выспаться. Но есть те, кто предпочитает даже в отдыхе определённым образом прокачивать свой мозг. Для таких ребят и придуманы многочисленные головоломки, коих за всю историю человечества накопилось огромное число. И сегодня мы предлагаем вам узнать, как появились некоторые известные паззлы, решением которых вы вполне можете заняться в скучной поездке на метро или в такси.
Пятнашки
Для многих подростков 2000-х классические «пятнашки», перенесённые на мобильные платформы, стали источником первых фотографий голых девушек, получаемых в награду за мыслительную деятельность. Но история «Игры в 15», или такена, берёт свое начало намного раньше – в 1878 году, когда почтмейстер из Канастоты по имени Ной Чепмэн решил немного доработать головоломку «Магический квадрат». В изначальном варианте присутствовало 16 пронумерованных квадратных костяшек, которые нужно было сложить в большой квадрат 4×4 так, чтобы сумма чисел в каждом ряду была равна 34. Чепмэн убрал 16 квадратик и поставил другую задачу: используя только пустое поле, перемещать кусочки паззла и постепенно выстроить оставшиеся 15 костяшек по порядку. Чем меньше ходов для этого потребуется – тем лучше. Позднее учёные выяснили, что игрок, изначально уложивший квадратики беспорядочным образом, в половине случаев не мог решить получившуюся загадку.
Но в то время об этом никто не знал, и сын Ноя Чепмэна, Фрэнк, повёз новую головоломку в город Сиракьюс, из которого она окольными путями попала на стол к бостонскому художнику по дереву Маттиасу Райсу, решившему построить бизнес на игрушке с таким большим потенциалом. Он назвал её The Gem Puzzle (Драгоценная головоломка), наладил массовое производство, и вскоре об этом паззле заговорил весь мир.
«Игра в 15» приобрела широкую популярность, много раз копировалась под разными именами и стала предметом обсуждения американских газет – журналисты посвящали пятнашкам заметки, статьи, разборы и даже поэмы. В 1880 году головоломка вышла за пределы США и начала распространяться по всему миру. Позднее появились новые модификации: числа заменялись картинками или буквами, позволяя выстраивать цельные изображения, слова или предложения. Сейчас в такен можно спокойно поиграть на смартфоне, компьютере или умном холодильнике. А для любителей олдскула есть и классические, деревянные версии.
Кубик Рубика
Если у вас или ваших знакомых есть чердак или сумка со старым барахлом, с очень большой вероятностью там лежит старый, потёртый и выцветший Кубик Рубика. По мнению исследователей, он является самой продаваемой игрушкой в мире – и наверняка вы или ваши дети хоть раз в жизни держали его в руках. Кубик Рубика (а не кубик-рубик, как привыкли его называть многие) – это куб 3x3x3, каждая из 6 граней которого состоит из девяти квадратов, окрашенных в один из 6 цветов. Главная задача – поворотами частей головоломки привести её в нулевое состояние, когда каждая из имеющихся граней будет заполнена квадратами одного цвета. Что интересно, количество возможных состояний классического Кубика Рубика насчитывает более 43 квинтиллионов единиц, или, если быть точными, 43 252 003 274 489 856 000. Неожиданный массив информации для маленького куска пластмассы.
Создал эту головоломку Эрнё Рубик, венгерский скульптор и преподаватель архитектуры. В 70-е годы прошлого века Рубик пытался объяснить студентам академии Прикладного искусства в Будапеште природу и свойства трёхмерных объектов. Лекции, семинары и теория на чёрной доске не очень помогли, и тогда профессор решил подойти к проблеме нетривиально – он взял 27 деревянных кубиков, раскрасил их в разные цвета, принёс на занятие и решил показать, как с помощью перемещения отдельных частей можно добиться изменения цвета граней целого куба. И не смог.
Эрнё Рубик
Самому Рубику пришлось около месяца разгадывать свою же головоломку, прежде чем он нашел более или менее оптимальное решение. Неизвестно, удалось ли ему в итоге вразумить студентов, но в 1975 году Э. Рубик получил патент на своё изобретение, названное им «Магический кубик».
Впоследствии головоломка получала новые конфигурации, формы и версии и даже сподвигла учёных на создание нового математического термина – Алгоритма Бога. Алгоритм Бога – это любая последовательность действий, позволяющая решить головоломку за минимальное число ходов (число Бога). В случае Кубика Рубика число Бога – 20. Сейчас основной вид активности с Кубиком Рубика – его скоростная сборка, в которой соревнуются люди по всему миру. Профессионалы в этом деле называются спидкуберами, а сам процесс – спидкубингом.
Ханойская башня
Ханойская башня – ещё одна головоломка с научным уклоном. Суть её в следующем: имеются три стержня, стоящие в ряд. На первом из них находится 8 колец разной формы – от меньшего к большему. Задача: переместить все кольца с первого стержня на последний за самое маленькое число ходов. Ограничения: за один ход можно перенести только одно кольцо; нельзя класть большие кольца на меньшие. Алгоритмы для решения трёхстержневой версии головоломки были обнаружены довольно быстро. А вот загадка с 4 стержнями долгое время считалась неразрешимой. Лишь в 1941 году был разработан алгоритм Фрейма-Стюарта, считающийся на сегодня оптимальным для решения Ханойской башни любой сложности.
Придумал эту задачку в 1883 году математик из Франции, профессор колледжа Сен-Луи по имени Эдуард Люка. Он же сочинил легенду о происхождении головоломки. По его словам, в древние времена, когда Вселенная только родилась, монахи Великого храма в городе Бенарес, стоящего в середине мира, разгневали бога Брахму. И он решил наказать людей за их святотатство: Брахма воздвиг 3 алмазных стержня, на один из которых возложил 64 золотых диска таким образом, чтобы меньший диск лежал на большем. Брахма приказал монахам перекладывать эти диски на последний стержень, и как только они закончат свою работу, всё сущее исчезнет в пыли и раскатах грома. По подсчётам учёных, разобравших эту легенду, диски придется переложить 18 446 744 073 709 551 615 раз. Даже если они будут перекладывать по диску в секунду, это займет около 535 миллиардов лет. Мир может спать спокойно. Пока что.
Ханойская башня также часто встречалась в произведениях популярной культуры: например, в фильме «Восстание планеты обезьян» с её помощью проверяли интеллект подопытных приматов, а в видеоигре «Mass Effect» она является мини-игрой для перезагрузки ядра станции «Вершина 15» на планете Новерия.
