Подольский

Головоломка как илюстрация наук

Наука и образование — 25 Апреля 2013, 08:43

Чтобы говорить о механических головоломках, мы должны сначала дать определение этому понятию. Ведь зачастую мы называем головоломкой любое бытовое затруднение. Игра в подкидного дурака или в преферанс - это головоломка или нет?
Американский исследователь Джерри Слокум даёт следующее определение: механическая головоломка - это самостоятельный объект, состоящий из одной или более частей, содержащий задачу для одного человека, решаемую манипуляциями с помощью логики, рассуждений, озарения, везения и (или) терпения.
Таким образом, игра в шахматы или нарды не является головоломкой, так как требует наличия партнёра в игре. Однако шахматную или шашечную задачу можно отнести к головоломкам, так как ее можно решать и в одиночку.
Головоломки бывают простые и сложные, самодельные и изготовленные промышленным способом из разных материалов - металла, кожи, бумаги, стекла и пластмассы, камня и керамики, различных пород дерева.
Все известные механические головоломки по характеру задач можно условно разделить на 10 классов, которые, в свою очередь, по конструктивным признакам делятся на семейства:
• головоломки на складывание (самый большой класс, к нему относятся около трети всех изобретаемых головоломок);
• разборные головоломки (шкатулки с секретом, замки, открывающиеся необычным образом, разные предметы, разделяющиеся хитрым путём);
• нераспадающиеся головоломки (их основная задача - собрать из составных элемента объект воедино так, чтобы он составлял цельную конструкцию);
• головоломки на расцепление и распутывание;
• головоломки с перемещением сегментов (разнообразные скользяшки, пятнашки, кубик Рубика);
• головоломки, требующие ловкости, загонялки (как правило, двух- и трёхмерные лабиринты, а также головоломки с перекатывающимися шариками, которые можно особенно эффективно использовать в дидактических целях);
• сосуды-головоломки (сосуды с сюрпризом, типа "напейся-не-облейся", известны с давних времён);
• головоломки на исчезновение частей фигур (здесь используются парадоксы геометрии);
• гибкие головоломки, флексагоны, трансформеры (элементы в них связаны между собой гибкими связями);
• невозможные объекты (когда перед вами то, что невозможно объяснить: например, как прошла стрела сквозь стенку бутылки, если отверстие в стекле гораздо меньше оперения стрелы?).
Механические головоломки - отличные наглядные иллюстрации различных разделов математики: теории групп, комбинаторики, теории графов, топологии, а также механики, динамики, оптики, других точных и гуманитарных наук.
Владимир Красноухов, кандидат технических наук


Версия для печати