Введение
Традиционная головоломка.
Грибная головоломка – это собирающаяся из зазубренных палочек головоломка, которая соединяется в единую трехмерную, как правило, симметричную фигуру. Традиционно такие головоломки изготавливаются из дерева, но встречаются также версии из пластика или металла. Качественные грибные головоломки обычно производятся с высокой точностью, что обеспечивает плавное скольжение и плотное прилегание деталей. В последние годы определение "грибная головоломка" расширяется, и дизайнеры используют это название для головоломок, не обязательно состоящих из палочек.
История
Термин "бур" впервые упоминается в книге Эдвина Уайата, опубликованной в 1928 году, но текст подразумевает, что он уже широко использовался ранее. Этот термин связывают с окончательной формой многих из этих головоломок, напоминающей репейник. Происхождение головоломок-бурров неизвестно. Первая известная запись обнаружена на гравюре 1698 года, использованной в качестве фронтисписа в "Циклопедии Чемберса". Более поздние записи встречаются в немецких каталогах конца XVIII и начала XIX веков. Существуют утверждения о том, что бурр – китайское изобретение, как и другие классические головоломки, такие как Танграм. В штате Керала, Индия, эти деревянные головоломки называются эдакудам (ഏടാകൂടം).
Шестичленный ковёр
Шестикомпонентная головоломка, также известная как "пузловый узел" или "китайский крест", является самой известной и, вероятно, старейшей из головоломок такого типа. Фактически, это целое семейство головоломок, все они имеют одинаковую завершенную форму и базовую форму деталей. Самый ранний американский патент на головоломку подобного рода датируется 1917 годом. На протяжении многих лет шестикомпонентная головоломка была очень распространена и популярна, но энтузиасты считали её тривиальной и неинтересной. Большинство производимых и продаваемых головоломок были очень похожи друг на друга, и в большинстве из них присутствовала "ключевая" деталь – гладкая палочка без выемок, которая легко извлекается. Однако в конце 1970-х годов шестикомпонентная головоломка вновь привлекла внимание изобретателей и коллекционеров, во многом благодаря компьютерному анализу, проведенному математически подкованным дизайнером головоломок Биллом Катлером и опубликованному Мартином Гарднером в его колонке "Математические игры" в журнале Scientific American.
Структура
Все шесть элементов головоломки – это квадратные палочки одинаковой длины (не менее чем в 3 раза превышающей их ширину). В решённом состоянии элементы располагаются в три взаимно перпендикулярные и пересекающиеся пары. Выемки на всех палочках находятся в области пересечения, поэтому они не видны при сборке головоломки. Все выемки образованы удалением кубических единиц (с длиной ребра, равной половине ширины палочек), как показано на рисунке.
Всего имеется 12 удаляемых кубических единиц, и различные головоломки этого семейства создаются из палочек с удалёнными разными единицами. Существует 4096 возможных комбинаций удаления кубических единиц. Из них мы отбрасываем те, которые разрезают палочку на две части, и те, которые приводят к созданию идентичных элементов, в результате чего остаётся 837 полезных элементов. Теоретически, эти элементы можно комбинировать для создания более 35 миллиардов возможных сборок, но по оценкам, менее шести миллиардов из них представляют собой реальные головоломки, которые можно собрать или разобрать.
Твердая резьба
Головоломка-заноза, не имеющая внутренних пустот в собранном виде, называется цельной занозой. Эти занозы можно разобрать напрямую, удалив одну или несколько деталей за один ход. До конца 1970-х годов цельные занозы привлекали наибольшее внимание, и публикации относились только к этому типу. Существует 119 979 возможных цельных заноз, использующих 369 различных деталей. Для сборки всех этих головоломок потребуется набор из 485 деталей, поскольку некоторые головоломки включают идентичные детали. Вскоре после этого израильтянин Филипп Дюбуа обнаружил занозу 7-го уровня. Однако существуют и трехчастные занозы с различными типами выемок, наиболее известной из которых является та, что упоминается Уайатом в его книге 1928 года, состоящая из закругленной детали, предназначенной для вращения. Название "Altekruse" имеет австрийско-немецкое происхождение и означает "старый крест" на немецком языке, что привело к предположению о псевдониме. Однако человек с таким именем иммигрировал в Америку в 1844 году со своими тремя братьями, чтобы избежать призыва в прусскую армию, и, вероятно, именно он подал заявку на этот патент. Классический Altekruse состоит из 12 идентичных деталей. Для разборки необходимо переместить две половины головоломки в противоположных направлениях. Используя еще две такие детали, головоломку можно собрать другим способом. По тому же принципу можно создавать другие головоломки этого семейства, с 6, 24, 36 и так далее. Несмотря на свои размеры, эти более крупные головоломки не считаются очень сложными, но для их сборки требуется терпение и ловкость.
Чак !
Пазл Чак был изобретен и запатентован Эдвардом Нельсоном в 1897 году. Его конструкция была усовершенствована и доработана Роном Куком из британской компании Pentangle Puzzles, который разработал и другие головоломки этого семейства. Чак состоит в основном из U-образных элементов различной длины, некоторые из которых имеют дополнительную выемку и используются в качестве ключевых деталей. Для создания более крупных пазлов Чак (названных Папа Чак, Дедушка Чак и Прадедушка Чак, по имени Кука) необходимо добавлять более длинные элементы. Чак также можно рассматривать как расширение шестикомпонентной головоломки, состоящей из очень простых элементов, называемой "Baby chuck", которую очень легко собрать. Элементы Чака различной длины также могут использоваться для создания асимметричных форм, собранных по тому же принципу, что и оригинальный пазл.
Пагода
Происхождение пагоды, также называемой «японским кристаллом», неизвестно. Она упоминается в книге Уайата 1928 года. Головоломки этого семейства можно рассматривать как развитие «трехчастной головоломки» (пагода размера 1), однако для их сборки и разборки не требуются специальные выемки. Пагода размера 2 состоит из 9 частей, а более крупные версии состоят из 19, 33, 51 и так далее. Пагода размера *n* состоит из *n*² - *n* + 1 частей.
Диагональная резьба
Хотя большинство элементов головоломок-заносов изготавливаются с квадратными вырезами, некоторые делаются с диагональными вырезами. Диагональные элементы – это квадратные бруски с V-образными вырезами, сделанными под углом 45° к поверхности бруска. Эти головоломки часто называют "звездами", поскольку для эстетики обычно также срезают края брусков под углом 45°, придавая собранной головоломке форму звезды.