Mechanikus rejtvény - Mechanical puzzle

W. Altekruse mechanikus feladványterve, 1890 -ben szabadalmaztatta. A kirakó tizenkét azonos darabból áll, amelyeket össze kell illeszteni.

A mechanikus rejtvény olyan rejtvény, amelyet mechanikusan összekapcsolt darabok halmazaként mutatnak be, amelyekben a megoldás az egész tárgy vagy annak részei manipulálása. Az egyik legismertebb mechanikus rejtvény a Rubik-kocka , amelyet Rubik Ernő magyar építész talált fel 1974-ben. A rejtvényeket többnyire egyetlen játékos számára tervezték, ahol a cél az, hogy a játékos átlássa a tárgy elvét, nem pedig olyannyira, hogy véletlenül találják ki a helyes megoldást próba és hiba útján . Ezt szem előtt tartva gyakran használják intelligencia tesztként vagy problémamegoldó tréningen.

Történelem

A legrégebbi ismert mechanikus rejtvény Görögországból származik, és a Kr.e. 3. században jelent meg. A játék egy négyzetből áll, amely 14 részre van osztva, és a cél az volt, hogy ezekből a darabokból különböző formákat hozzon létre. Ezt nem könnyű megtenni. (lásd Ostomachion loculus Archimedius)

Az iráni „puzzle-zárak” készült már a 17. században.

A rejtvények következő ismert előfordulása Japánban van . 1742-ben egy könyv említi a "Sei Shona-gon Chie No-Ita" nevű játékot. 1800 körül nagy népszerűségnek örvendett a kínai Tangram puzzle , majd 20 évvel később elterjedt Európában és Amerikában.

A Rudolstadt-i Richter cég nagy mennyiségben kezdett el gyártani különböző formájú Tangram-szerű rejtvényeket, az úgynevezett "Anker-rejtvényeket" 1891 körül.


1893 -ban Angelo John Lewis a "professzor Hoffman" tollnévvel könyvet írt rejtvények címmel ; Régi és új . Többek között 40 titkos nyitómechanizmusú rejtvényleírást tartalmazott. Ez a könyv kirakós játékok referenciamunkájává nőtte ki magát, és modern példányok állnak rendelkezésre az érdeklődők számára.

A 20. század eleje olyan időszak volt, amikor a rejtvények nagyon divatosak voltak, és rögzítették a rejtvények első szabadalmait.

A modern polimerek feltalálásával sok rejtvény készítése könnyebbé és olcsóbbá vált.

1993-ban Jerry Slocum megalapította a Slocum Puzzle Foundation nevű nonprofit szervezetet, amelynek feladata, hogy rejtvénygyűjtéssel, kiállításokkal, publikációkkal és kommunikációval oktatja a nyilvánosságot rejtvényekre.

Kategóriák

Összeszerelés

Ebben a kategóriában a rejtvény komponens formában van jelen, és a cél egy bizonyos alak kialakítása. A Piet Hein által készített Soma-kocka , a Pentomino , Solomon Golomb, valamint a fent említett Tangram és "Anker-rejtvények" fektetési rejtvények mind példák erre a rejtvényre. Továbbá ebbe a kategóriába sorolják azokat a problémákat is, amelyekben számos darabot úgy kell elhelyezni, hogy beleférjenek egy (látszólag túl kicsi) dobozba.

A képen egy példa látható Hoffman csomagolási feladványára . A cél az, hogy 27 köbméter A, B, C oldalhosszúságot csomagoljunk az A+B+C oldalhosszúságú dobozba, két megkötés mellett:

1) A, B, C nem lehet egyenlő
2) Az A, B, C közül a legkisebbnek nagyobbnak kell lennie, mint

Az egyik lehetőség A = 18, B = 20, C = 22 - a doboz mérete 60 × 60 × 60.

A modern eszközök, például a lézervágók lehetővé teszik bonyolult, fából vagy akril műanyagból készült kétdimenziós rejtvények létrehozását. Az utóbbi időben ez uralkodóvá vált, és rendkívül dekoratív geometriájú rejtvényeket terveztek. Ez számos módszert használ a területek ismétlődő alakzatokra való felosztására .

A számítógépek segítenek új rejtvények megtervezésében. A számítógép lehetővé teszi a megoldás kimerítő keresését - segítségével a feladványt úgy lehet megtervezni, hogy a lehető legkevesebb megoldást, vagy a lehető legtöbb lépést igénylő megoldást tartalmazza. Ennek következménye, hogy a rejtvény megoldása nagyon nehéz lehet.

Az átlátszó anyagok használata lehetővé teszi a rejtvények létrehozását, amelyekben a darabokat egymásra kell rakni. A cél egy konkrét minta, kép vagy színséma létrehozása a megoldásban. Például egy puzzle több korongból áll, amelyekben a különböző méretű szögletes szakaszok különböző színűek. A lemezeket egymásra kell rakni, hogy színkör (piros-> kék-> zöld-> piros) jöjjön létre a lemezek körül.

Piramis rejtvények

A piramis puzzle két vagy több alkotóelemből áll, amelyek egymáshoz illeszkedve piramist hoznak létre. A két darabból álló piramis rejtvények nem alkothatnak szabályos piramist, és csak 4 arcú tetraéder piramist alkothatnak. A megoldás lényege, hogy a négyzet alakú felületeket egymással szembe kell nézni, és egyet felfelé csavarni, hogy befejeződjön a négyoldalú tetraéder -piramis. Vannak négy darabból álló piramis rejtvények is.

Szétszerelés

Szerelési rejtvények

Az ebbe a kategóriába tartozó feladványokat általában úgy oldják meg, hogy megnyitják vagy darabokra osztják őket. Ide tartoznak azok a rejtvények, amelyek titkos nyitómechanizmussal rendelkeznek, amelyeket próba és hiba útján kell kinyitni . Továbbá, a rejtvények, amelyek többféle fémdarabból állnak össze, valamilyen módon össze vannak kötve.

A képen látható két rejtvény különösen jó a társasági összejövetelekhez, mivel úgy tűnik, nagyon könnyen szétszedhetők, de a valóságban sokan nem tudják megoldani ezt a rejtvényt. A probléma itt az egymásba illeszkedő darabok alakjában rejlik - a párosodó felületek kúposak, és így csak egy irányban távolíthatók el. Mindegyik darabnak azonban két, egymással szemben lejtő kúpja van, amelyek illeszkednek a két szomszédos darabhoz, így a darabot egyik irányban sem lehet eltávolítani.

Ebbe a kategóriába tartoznak a Japánban rendkívül népszerű titkos dobozoknak nevezett dobozok vagy rejtélyes nyitómechanizmusú rejtvénydobozok . Ezek a ládák többé -kevésbé összetett, általában láthatatlan nyitómechanizmusokat tartalmaznak, amelyek kis üreges teret tárnak fel a nyitáskor. Nagyon sokféle nyitómechanizmus létezik, például nehezen látható panelek, amelyeket el kell tolni, dőlésszög -mechanizmusok, mágneses zárak, mozgatható csapok, amelyeket bizonyos helyzetben fel kell forgatni, és még időzárak is , amelyekben tárgyat kell tartani adott helyzetben, amíg egy folyadék meg nem tölt egy bizonyos tartályt.

Reteszelés

A kínai facsomó, egy hírhedt összekapcsolódó rejtvény. Ebben a Bill Cutler által tervezett verzióban öt lépésre van szükség az első darab eltávolítása előtt.

Egy összekapcsolódó rejtvényben egy vagy több darab tartja össze a többit, vagy a darabok kölcsönösen önfenntartóak. A cél a puzzle teljes szétszerelése, majd újra összerakása. Mind az összeszerelés, mind a szétszerelés nehéz lehet - az összeszerelési feladványokkal ellentétben ezek a feladványok általában nem egyszerűen szétesnek. A nehézségi szintet általában az első darab eltávolításához szükséges mozdulatok alapján értékelik. Később rejtvények vezették be a forgás elemeit.

Ezeknek a rejtvényeknek az ismert története a 18. század elejére nyúlik vissza. 1803 -ban a "Bastelmeier" katalógus két ilyen típusú rejtvényt tartalmazott. Hoffman professzor fent említett rejtvénykönyve két egymásba rejtő rejtvényt is tartalmazott.

A 19. század elején a japánok vették át ezeknek a rejtvényeknek a piacát. Játékok sokaságát fejlesztették ki különféle formákban - állatok, házak és egyéb tárgyak -, míg a nyugati világ fejlődése elsősorban a geometriai formák körül forgott.

Egy Burr puzzle kirakva

Számítógépek segítségével lehetővé vált a lejátszott játékok teljes készletének elemzése. Ezt a folyamatot Bill Cutler kezdte meg az összes kínai facsomó elemzésével. 1987 októberétől 1990 augusztusáig a 35 657 131 235 különböző változatot számítógépen elemezték. Ha a kínaiaktól eltérő formák keresztezik a nehézségi szintet, akár 100 mozdulatot is elérhet az első eltávolítandó darab, az embereknek nehéz lenne felfogniuk. Ennek a fejlesztésnek a csúcsa egy rejtvény, amelyben néhány darab hozzáadása megduplázza a lépések számát. Owen, Charnley és Strickland RD Design Project 2003 -as közzététele előtt a derékszög nélküli rejtvényeket nem tudták hatékonyan elemezni a számítógépek.

Stewart Coffin az 1960 -as évek óta készít rejtvényeket a rombikus dodekaéder alapján . Ezek hat vagy három élű csíkokat használtak. Az ilyen típusú rejtvények gyakran rendkívül szabálytalan összetevőket tartalmaznak, amelyek csak az utolsó lépésben állnak össze szabályos formában. Ezenkívül a 60 ° -os szögek lehetővé teszik a tervezést, amelyben több tárgyat kell egyszerre mozgatni. A "rózsabimbó" kirakó remek példa erre: ebben a kirakósban 6 darabot kell elmozdítani egy szélső helyzetből, amelyben csak a sarkoknál érnek össze, a kész tárgy közepére.

Megoldás

Egy szétválasztó rejtvény. A cél az, hogy távolítsa el a húrt a két golyóval a huzalszerkezetből.

Az ilyen rejtvények esetében a cél egy fém- vagy húrhurok leválasztása egy tárgyról. A topológia fontos szerepet játszik ezekben a rejtvényekben. A képen a derringer puzzle egyik változata látható. Bár egyszerű megjelenésű, meglehetősen kihívást jelent - a legtöbb rejtvényoldal a legnehezebb rejtvények közé sorolja.

A vexiers egy másfajta szétválasztási rejtvény - két vagy több, egymással összefonódott fémdrótot kell kibogozni. Ők is elterjedtek a 19. század végi általános kirakós őrülettel. A ma is elérhető vexierek nagy része ebből az időszakból származik.

Az úgynevezett gyűrűs rejtvények, amelyeknek a kínai gyűrűk a részei, más típusú Vexier. Ezekben a rejtvényekben egy hosszú huzalhurkot kell kicsavarni a gyűrűk és drótok hálójából. A megoldáshoz szükséges lépések száma gyakran exponenciális kapcsolatban áll a rejtvény ciklusainak számával. A közös típus, amely zsinórokkal (vagy laza fém megfelelőkkel) köti össze a gyűrűket egy rúddal, a Gray bináris kóddal azonos mozgásmintával rendelkezik, amelyben csak egy bit változik egy kódszótól a közvetlen szomszédjához képest.

Egy figyelemre méltó puzzle, más néven a kínai gyűrűk, Cardans gyűrűk, a Baguenaudier vagy a reneszánsz puzzle-ban említik körül 1500 a probléma 107 kézirat De Viribus Quantitatis által Luca Pacioli . A rejtvényre ismét hivatkozik Girolamo Cardano De subtililate című könyvének 1550 -es kiadásában . Bár a rejtvény egy szétválasztás típusú rejtvény, mechanikus rejtvénytulajdonságokkal is rendelkezik, és a megoldás bináris matematikai eljárásként származtatható.

A kínai gyűrűk kapcsolódnak a mese, hogy a középkorban , lovagok adna ezeknek a feleségükkel, mint a jelen, így ennek hiányában a ők tölthetik idejüket. Az acélból készült kocsmai feladványok kovácsolási gyakorlatokon alapulnak, amelyek jó gyakorlatot nyújtottak a kovács tanoncoknak.

Niels Bohr a Tangloids nevű szétválasztó rejtvényeket használta a pörgetés tulajdonságainak bemutatására tanítványai számára.

Hajtsa össze

Példa egy hajtogatható feladványra, Vesa Timonen (2002)

A rejtvények ezen műfajában a cél az, hogy egy kinyomtatott papírt úgy hajtogassunk, hogy célképet kapjunk. Elvileg ebbe a kategóriába sorolható a Rubik varázsa . Egy jobb példa látható a képen. A feladat az, hogy a négyzet alakú papírlapot úgy hajtogassuk, hogy a négy négyzet a számokkal minden rés nélkül egymás mellett feküdjön, és négyzetet képezzen.

Egy másik összecsukható rejtvény a prospektusok és a várostérképek összecsukása. Annak ellenére, hogy a hajtogatási irányok gyakran láthatók a hajtogatási helyeken, rendkívül nehéz lehet a papírt visszahelyezni az eredeti formájába. Azért, mert ezeket a térképeket nehéz visszaállítani eredeti állapotukba, az az oka, hogy a hajtogatásokat papírhajtogató géphez tervezték, amelyben az optimális hajtások nem olyanok, mint egy átlagember.

Zár

Ezek a rejtvények, más néven trükkzárak , olyan zárak (gyakran lakatok ), amelyek szokatlan reteszelő mechanizmussal rendelkeznek. A cél a zár kinyitása. Ha kap egy kulcsot, az nem nyitja ki a zárat a hagyományos módon. Egyes zárak esetében ezután nehezebb lehet az eredeti helyzet helyreállítása.

Trükkös hajók

Példa trükkhajóra

Ezek "csavaros" edények. A cél az, hogy vagy igyon, vagy öntsön egy tartályból anélkül, hogy a folyadék kiömlne. A puzzle konténerek egy ősi játékforma. A görögök és a föníciaiak tartályokat készítettek, amelyeket az alján lévő nyíláson keresztül kellett feltölteni. A 9. században számos különböző tartályt írtak le részletesen egy török könyvben. A 18. században a kínaiak is gyártottak ilyen típusú ivóedényeket.

Az egyik példa a kirakós korsó : a tartály nyakán sok lyuk található, amelyek lehetővé teszik folyadék öntését a tartályba, de nem belőle. A rejtvényfejtő szeme előtt rejtve van egy kis csővezeték a markolaton és a tartály felső pereme mentén a fúvókáig. Ha az egyik ujjával elzárja a markolat felső végén lévő nyílást, akkor a fúvókát szívva folyadékot lehet inni a tartályból.

További példák közé tartozik a fuddling csészét és a pot koronát .

Lehetetlen tárgyak

"Lehetetlen" tárgy

A lehetetlen tárgyak olyan tárgyak, amelyek első látásra nem tűnnek lehetségesnek. A legismertebb lehetetlen tárgy a palackos palack . A cél az, hogy felfedezzük, hogyan készülnek ezek a tárgyak. Egy másik jól ismert rejtvény egy olyan darab, amely két darabból álló kockából áll, amelyeket négy helyen, egymástól elválaszthatatlan kapcsolatok kötik össze. Ezekre a megoldások különböző helyeken kereshetők. Vannak mindenféle tárgyak, amelyek megfelelnek ennek a leírásnak - " lehetetlen palackok ", amelyek túl nagy tárgyakat tartalmaznak, japán lyukú érmék fa nyilakkal és gyűrűkkel, fa gömbök fa keretben, túl kicsi nyílásokkal és még sok más.

A képen látható alma és nyíl egy -egy fadarabból készült. A lyuk valójában túl kicsi ahhoz, hogy a nyíl beférjen rajta, és nincsenek ragasztási jelek.

Ügyesség

A doboz megdöntésével meg kell próbálni a labdát a vonalon és a cél felé vezetni anélkül, hogy a sok stratégiailag elhelyezett lyuk egyikébe ejtenénk.

Az ebben a kategóriában felsorolt ​​játékok önmagukban nem szigorúan rejtvények, mivel az ügyesség és az állóképesség itt fontosabb. Gyakran az a cél, hogy az átlátszó fedéllel ellátott dobozt a megfelelő módon döntsük meg, hogy egy vagy több kis golyó lyukakba essen.

Szekvenciális mozgás

Skewb nevű rejtvény

Az ebbe a kategóriába tartozó rejtvények megkövetelik a rejtvény ismételt manipulációját, hogy a puzzle egy bizonyos célállapotba kerüljön. Jól ismert ilyen rejtvények a Rubik-kocka és a Hanoi-torony . Ebbe a kategóriába tartoznak azok a rejtvények is, amelyekben egy vagy több darabot kell a megfelelő helyzetbe csúsztatni, amelyek közül az N-puzzle a legismertebb. A csúcsforgalom vagy a Sokoban más példák.

A Rubik -kocka példátlan fellendülést okozott ebben a kategóriában. Nagyszámú változat készült. 2 × 2 × 2 és 33 × 33 × 33 közötti méretű kockák készültek, valamint sok más geometriai forma, például tetraéderes és dodekaéder . A forgástengely különböző tájolásával sokféle, azonos alakú rejtvény jöhet létre. Ezenkívül további kocka alakú rejtvényeket szerezhet, ha egy réteget eltávolít a kockáról. Ezek a kocka alakú rejtvények szabálytalan alakúak, amikor manipulálják őket.

A kép egy másik, kevésbé ismert példát mutat az ilyen típusú rejtvényekre. Ez elég egyszerű ahhoz, hogy egy kis próba és hiba, valamint néhány megjegyzés segítségével mégis megoldható legyen, szemben a Rubik -kockával, amelyet túl nehéz kipróbálni.

Szimulált mechanikus

Míg sok számítógépes játék és számítógépes rejtvény szimulálja a mechanikus rejtvényeket, ezeket a szimulált mechanikus rejtvényeket általában nem sorolják szigorúan mechanikus rejtvények közé.

Más nevezetes mechanikai rejtvények

Lásd még

Hivatkozások

  • Régi és új rejtvények, Hoffmann professzor, 1893
  • Régi és új rejtvények, Jerry Slocum és Jack Botermans, 1986
  • Jerry Slocum és Jack Botermans új rejtvénykönyv, 1992
  • Zseniális és ördögi rejtvények, Jerry Slocum és Jack Botermans, 1994
  • A Tangram -könyv, Jerry Slocum, 2003
  • A 15 rejtvény, Jerry Slocum és Dic Sonneveld, 2006

Ez a cikk nagyban támaszkodik a német Wikipédia megfelelő cikkére .