Mekanisk puslespil - Mechanical puzzle
| Del af en serie om |
| Puslespil |
|---|
 |
Et mekanisk puslespil er et puslespil præsenteret som et sæt mekanisk forbundne brikker, hvor løsningen er at manipulere hele objektet eller dele af det. Et af de mest kendte mekaniske gåder er Rubiks terning , opfundet af den ungarske arkitekt Ernő Rubik i 1974. Puslespillene er for det meste designet til en enkelt spiller, hvor målet er, at spilleren skal gennemskue objektets princip, ikke så meget, at de ved et uheld kommer med den rigtige løsning gennem forsøg og fejl . Med dette i tankerne bruges de ofte som en intelligens -test eller til problemløsningstræning .
Historie
Det ældste kendte mekaniske puslespil kommer fra Grækenland og dukkede op i det 3. århundrede f.Kr. Spillet består af en firkant opdelt i 14 dele, og formålet var at skabe forskellige former fra disse brikker. Dette er ikke let at gøre. (se Ostomachion loculus Archimedius)
I Iran blev der foretaget "puzzle-locks" allerede i det 17. århundrede e.Kr.
Den næste kendte forekomst af gåder er i Japan . I 1742 nævnes et spil kaldet "Sei Shona-gon Chie No-Ita" i en bog. Omkring år 1800 blev Tangram -puslespillet fra Kina populært, og 20 år senere havde det spredt sig gennem Europa og Amerika.
Firmaet Richter fra Rudolstadt begyndte at producere store mængder af Tangram-lignende gåder i forskellige former, de såkaldte "Anker-puslespil" i omkring 1891.
I 1893 skrev Angelo John Lewis med pseudonymet "Professor Hoffman" en bog, der hedder Puzzles; Gammelt og nyt . Den indeholdt blandt andet mere end 40 beskrivelser af gåder med hemmelige åbningsmekanismer. Denne bog voksede til et opslagsværk til puslespil, og der findes moderne eksemplarer for interesserede.
Begyndelsen af det 20. århundrede var en tid, hvor gåder var meget fashionable, og de første patenter for gåder blev registreret.
Med opfindelsen af moderne polymerer blev fremstilling af mange gåder lettere og billigere.
I 1993 grundlagde Jerry Slocum Slocum Puzzle Foundation, en non-profit organisation, der er dedikeret til at undervise offentligheden i gåder gennem puslespilopsamling, udstillinger, publikationer og kommunikation.
Kategorier
montage
I denne kategori er puslespillet til stede i komponentform, og målet er at producere en bestemt form. Den Soma terning lavet af Piet Hein , den Pentomino af Solomon Golomb og de førnævnte æglæggende gåder Tangram og "Anker-puslespil" er alle eksempler på denne type af puslespil. Desuden er problemer, hvor et antal stykker skal arrangeres for at passe ind i en (tilsyneladende for lille) kasse, også klassificeret i denne kategori.
Billedet viser et eksempel på Hoffmans pakkepuslespil . Målet er at pakke 27 kuboider med sidelængder A, B, C i en kasse med sidelængde A+B+C, underlagt to begrænsninger:
- 1) A, B, C må ikke være ens
- 2) Den mindste af A, B, C skal være større end
En mulighed ville være A = 18, B = 20, C = 22 - boksen skulle derefter have dimensionerne 60 × 60 × 60.
Moderne værktøjer såsom laserskærere tillader oprettelse af komplekse todimensionelle gåder lavet af træ eller akrylplast. I nyere tid er dette blevet dominerende, og gåder med ekstraordinært dekorativ geometri er blevet designet. Dette gør brug af de mange måder at opdele områder i gentagne former på .
Computere hjælper med at designe nye gåder. En computer tillader en udtømmende søgning efter løsning - med dens hjælp kan et puslespil være designet på en sådan måde, at det har færrest mulige løsninger eller en løsning, der kræver flest mulige trin. Konsekvensen er, at det kan være meget svært at løse gåden.
Brugen af gennemsigtige materialer gør det muligt at skabe gåder, hvor brikker skal stables oven på hinanden. Målet er at skabe et specifikt mønster, billede eller farveskema i løsningen. For eksempel består et puslespil af flere skiver, hvor vinkelsnit i forskellige størrelser er forskelligt farvede. Skiverne skal stables for at skabe en farvecirkel (rød-> blå-> grøn-> rød) omkring diskene.
Pyramid gåder
Et pyramidepuslespil består af to eller flere komponentstykker, der passer sammen for at skabe en pyramide. To-delt pyramidepuslespil kan ikke danne en almindelig pyramide og kan kun danne en tetraederpyramide med 4 ansigter. Løsningen indebærer at vende de firkantede ansigter mod hinanden og vride en oprejst for at fuldføre den firkantede tetrahedroniske pyramide. Der er også pyramidepuslespil i fire dele.
Demontering
Puslespillene i denne kategori løses normalt ved at åbne eller dele dem i stykker. Dette inkluderer de gåder med hemmelige åbningsmekanismer, som skal åbnes ved forsøg og fejl . Desuden betragtes gåder bestående af flere metalstykker på en eller anden måde forbundet med hinanden også som en del af denne kategori.
De to gåder, der er vist på billedet, er især gode til sociale sammenkomster, da de ser ud til at være meget let at skille ad, men i virkeligheden kan mange mennesker ikke løse dette puslespil. Problemet her ligger i formen af de sammenlåsende stykker - de parrende overflader er tilspidsede og kan derfor kun fjernes i en retning. Hvert stykke har imidlertid to modsat skrånende koniske parringer med de to tilstødende stykker, så stykket ikke kan fjernes i begge retninger.
Kasser kaldet hemmelige kasser eller puslespilkasser med hemmelige åbningsmekanismer, ekstremt populære i Japan, er inkluderet i denne kategori. Disse kasser indeholder mere eller mindre komplekse, normalt usynlige åbningsmekanismer, der afslører et lille hulrum ved åbning. Der er en lang række åbningsmekanismer, såsom næppe synlige paneler, der skal forskydes, hældningsmekanismer, magnetiske låse, bevægelige stifter, der skal roteres til en bestemt position op og endda tidslåse , hvori et objekt skal holdes i en given position, indtil en væske har fyldt en bestemt beholder.
Sammenlåsning
I et sammenlåsende puslespil holder en eller flere brikker resten sammen, eller brikkerne er gensidigt selvbærende. Målet er helt at adskille og derefter samle puslespillet igen. Både montering og demontering kan være vanskelig - i modsætning til monteringspuslespil falder disse gåder normalt ikke bare let fra hinanden. Sværhedsgraden vurderes normalt i forhold til antallet af træk, der kræves for at fjerne det første stykke fra det indledende puslespil. Senere gåder introducerede rotationselementer.
Den kendte historie om disse gåder rækker helt tilbage til begyndelsen af 1700 -tallet. I 1803 indeholdt et katalog af "Bastelmeier" to gåder af denne type. Professor Hoffmans puslespil nævnt ovenfor indeholdt også to sammenhængende gåder.
I begyndelsen af 1800 -tallet overtog japanerne markedet for disse gåder. De udviklede et væld af spil i alle slags forskellige former - dyr, huse og andre objekter - hvorimod udviklingen i den vestlige verden hovedsageligt drejede sig om geometriske former.
Ved hjælp af computere blev det muligt at analysere komplette sæt spil. Denne proces blev startet af Bill Cutler med sin analyse af alle de kinesiske træknob. Fra oktober 1987 til august 1990 blev alle de 35.657.131.235 forskellige variationer analyseret ved hjælp af computer. Med forskellige former end de kinesiske kryds nåede sværhedsgraden niveauer på op til 100 træk for det første stykke, der skulle fjernes, ville en skala mennesker kæmpe for at forstå. Toppen af denne udvikling er et puslespil, hvor tilføjelsen af et par stykker fordobler antallet af træk. Inden 2003 offentliggjorde RD Design Project af Owen, Charnley og Strickland, kunne gåder uden rette vinkler ikke effektivt analyseres af computere.
Stewart Coffin har siden 1960'erne skabt gåder baseret på den rhombiske dodekaeder . Disse brugte strimler med enten seks eller tre kanter. Denne slags gåder har ofte ekstremt uregelmæssige komponenter, der kun kommer sammen i en regelmæssig form ved det sidste trin. Desuden tillader de 60 ° vinkler designs, hvor flere objekter skal flyttes samtidigt. "Rosebud" -puslespillet er et glimrende eksempel på dette: I dette puslespil skal 6 brikker flyttes fra en ekstrem position, hvor de kun rører ved hjørnerne, til midten af det færdige objekt.
Adskilning
For gåder af denne art er målet at adskille en metal- eller snorløkke fra et objekt. Topologi spiller en vigtig rolle med disse gåder. Billedet viser en version af derringer -puslespillet. Selv om det er enkelt i udseende, er det ret udfordrende - de fleste puslesider rangerer det blandt deres hårdeste gåder.
Vexiers er en anden form for adskillelsespuslespil - to eller flere metaltråde, der har været sammenflettet, skal løsnes. Også de spredte sig med den generelle puslespil dille i slutningen af 1800 -tallet. Et stort antal af de Vexiers, der stadig er tilgængelige i dag, stammer fra denne periode.
Såkaldte ringpuslespil, som de kinesiske ringe er en del af, er en anden type Vexier. I disse gåder skal en lang trådsløjfe fjernes fra et net af ringe og ledninger. Antallet af trin, der kræves for en løsning, har ofte et eksponentielt forhold til antallet af sløjfer i puslespillet. Den almindelige type, der forbinder ringene med en stang med snore (eller løse metalækvivalenter) har et bevægelsesmønster, der er identisk med den grå binære kode, hvor kun en bit ændres fra et kodeord i forhold til sin nærmeste nabo.
Et bemærkelsesværdigt puslespil, kendt som de kinesiske ringe, Cardans ringe, Baguenaudier eller renæssancepuslespillet blev omkring 1500 nævnt som opgave 107 i manuskriptet De Viribus Quantitatis af Luca Pacioli . Puslespillet omtales igen af Girolamo Cardano i 1550 -udgaven af hans bog De subtililate . Selvom puslespillet er et puslespil af adskillelsestype, har det også mekaniske puslespilattributter, og løsningen kan udledes som en binær matematisk procedure.
De kinesiske ringe er forbundet med fortællingen om , at riddere i middelalderen ville give disse til deres koner i gave, så de i deres fravær kan fylde deres tid. Tavern gåder , lavet af stål, er baseret på smedningsøvelser, der gav god praksis for smedslærlinge.
Niels Bohr brugte puslespil med afkobling kaldet Tangloids for at demonstrere egenskaberne ved spin for sine elever.
Folde
Formålet med denne særlige puslespilgenre er at folde et trykt stykke papir på en sådan måde, at der opnås et målbillede. I princippet kunne Rubiks magi tælles med i denne kategori. Et bedre eksempel er vist på billedet. Opgaven er at folde det firkantede stykke papir, så de fire firkanter med tallene ligger ved siden af hinanden uden huller og danner en firkant.
Et andet foldepuslespil er foldning af prospekter og bykort. På trods af den ofte synlige foldningsretning ved foldepunkterne kan det være ekstraordinært svært at sætte papiret tilbage i den form, som det oprindeligt kom med. Grunden til, at disse kort er vanskelige at genoprette til deres oprindelige tilstand, er, at folderne er designet til en papirfoldemaskine, hvor de optimale folder ikke er af den slags, en gennemsnitlig person ville prøve at bruge.
Låse
Disse gåder, også kaldet tricklåse , er låse (ofte hængelåse ), der har en usædvanlig låsemekanisme. Målet er at åbne låsen. Hvis du får en nøgle, åbner den ikke låsen på den konventionelle måde. For nogle låse kan det være vanskeligere at gendanne den oprindelige situation.
Trickfartøjer
Disse er fartøjer "med et twist". Målet er enten at drikke eller hælde fra en beholder uden at spilde væsken. Puslespilbeholdere er en gammel form for spil. De Grækerne og fønikerne gjort beholdere som skulle fyldes via en åbning i bunden. I det 9. århundrede blev en række forskellige containere beskrevet detaljeret i en tyrkisk bog. I det 18. århundrede producerede kineserne også denne slags drikkebeholdere.
Et eksempel er puslespilskanden : beholderens hals har mange huller, som gør det muligt at hælde væske i beholderen, men ikke ud af den. Skjult for gåderens øje er der en lille rørformet kanal hele vejen igennem grebet og langs den øverste kant af beholderen op til dysen. Hvis man derefter blokerer åbningen i den øverste ende af grebet med en finger, er det muligt at drikke væske fra beholderen ved at suge på dysen.
Andre eksempler indbefatter fuddling kop og potten krone .
Umulige genstande
Umulige objekter er objekter, der ved første øjekast ikke synes mulige. Det mest kendte umulige objekt er skibet på flaske . Målet er at opdage, hvordan disse objekter laves. Et andet velkendt puslespil er et, der består af en terning, der består af to brikker, der er låst sammen fire steder af tilsyneladende uadskillelige links. Løsningerne til disse findes forskellige steder. Der er alle slags objekter, der passer til denne beskrivelse - " umulige flasker ", der indeholder objekter, der er alt for store, japanske hulmønter med træpile og ringe igennem dem, trækugler i en træramme med alt for små åbninger og mange flere.
Æblet og pilen på billedet er lavet af et stykke træ hver. Hullet er i virkeligheden for lille til at passe pilen igennem, og der er ingen tegn på limning.
Behændighed
De spil, der er angivet i denne kategori, er ikke strengt gåder som sådan, da fingerfærdighed og udholdenhed er af større betydning her. Ofte er målet at skrå en æske med et gennemsigtigt dæksel på den helt rigtige måde for at få en eller flere små kugler til at falde i huller.
Sekventiel bevægelse
Puslespillene i denne kategori kræver en gentagen manipulation af puslespillet for at få puslespillet til en bestemt måltilstand. Kendte gåder af denne art er Rubiks terning og Tower of Hanoi . Denne kategori omfatter også de gåder, hvor en eller flere brikker skal glides i den rigtige position, hvoraf N-puslespillet er det mest kendte. Rush Hour eller Sokoban er andre eksempler.
Den Rubiks terning forårsagede en hidtil uset boom af denne kategori. Der er produceret et stort antal varianter. Terninger med dimensioner fra 2 × 2 × 2 til 33 × 33 × 33 er blevet lavet, samt mange andre geometriske former, såsom tetrahedral og dodecahedral . Med en varierende orientering af rotationsaksen kan der oprettes en række gåder med samme grundform. Desuden kan man opnå yderligere kubusformede gåder ved at fjerne et lag fra en terning. Disse kubusformede gåder tager uregelmæssige former, når de manipuleres.
Billedet viser et andet, mindre kendt eksempel på denne slags puslespil. Det er bare let nok, at det stadig kan løses med en smule forsøg og fejl og et par noter, i modsætning til Rubiks kube, som er for vanskelig at bare løse ved forsøg.
Simuleret mekanisk
Mens mange computerspil og computerpuslespil simulerer mekaniske gåder, klassificeres disse simulerede mekaniske gåder normalt ikke strengt som mekaniske gåder.
Andre bemærkelsesværdige mekaniske gåder
- Kinesisk ringpuslespil : Rekursiv manipulation af jernringe (gammel)
- Nintendo Ten Billion Barrel : manipuler mekanisk forbundne dele af en tønde
- Pindsvin i buret : mekanisk puslespil populært i Tjekkiet
Se også
- Bedlam terning
- Miguel Ortiz Berrocal - producerede mange figurative og abstrakte pusleskulpturer
- Puzzle ring
Referencer
| Del af en serie om |
| Puslespil |
|---|
|
- Puzzles Old & New, af professor Hoffmann, 1893
- Puzzles Old and New, af Jerry Slocum & Jack Botermans, 1986
- New Book of Puzzles, af Jerry Slocum & Jack Botermans, 1992
- Ingenious & Diabolical Puzzles, af Jerry Slocum & Jack Botermans, 1994
- The Tangram Book, af Jerry Slocum, 2003
- The 15 Puzzle, af Jerry Slocum & Dic Sonneveld, 2006
Denne artikel trækker stærkt på den tilsvarende artikel i den tyske Wikipedia .