Самые знаменитые головоломки мира - [3]
Именно из этого тома, сегодня ставшего библиографической редкостью, следовало выбрать все наиболее замечательные головоломки. Не известно, кто делал к нему рисунки, но первоначальный текст «Энциклопедии головоломок» в большинстве своем представлял буквальную перепечатку из колонок старых газет и журналов, которые вел Лойд-старший. Для настоящего сборника я счел необходимым его отредактировать, сохранив, однако, стиль и аромат оригинала. К некоторым головоломкам добавлены комментарии, которые заключены в квадратные скобки.
Многие головоломки в лойдовской «Энциклопедии» похожи на головоломки, появившиеся в книгах знаменитого английского мастера головоломок Генри Э. Дьюдени (1857–1931). В одних случаях можно было с определенностью сказать, что они принадлежат Лойду, в других – что автором их был Дьюдени. Однако проследить за первой публикацией каждой головоломки настолько трудно, что меру заимствования определить практически невозможно. Оба мастера головоломок в период своей активной деятельности претендовали на ведущее место (в «Энциклопедии» только однажды упомянуто имя Дьюдени), но в то же время каждый из них, не колеблясь, брал и модифицировал изобретения другого. В довершение всего для обоих мастеров исходными очень часто служили традиционные головоломки, которые они заставляли сверкать новыми гранями, и новые головоломки неизвестного происхождения, передававшиеся из уст в уста подобно анекдотам.
Напечатанные здесь головоломки составляют лишь часть задач, собранных в «Энциклопедии». Я ограничил свой выбор главным образом математическими головоломками, руководствуясь при их выборе разнообразием тем и интересами современного читателя.
Мне хотелось бы обратить внимание читателя на высокое качество многих алгебраических задач Лойда, не снабженных рисунками. Рисунки не играют существенной роли для понимания задач, поэтому я исключил их, дабы освободить место для возможно большего числа коротких задач. Среди последних особую трудность представляют задачи, где речь идет о скоростях и расстояниях, и я рекомендую их всем студентам, изучающим математику, и всем тем, кто хотел бы усовершенствоваться в математическом анализе. Прежде чем перейти к задачам, связанным с переменными скоростями, совершенно необходимо приобрести навык в решении задач, где речь идет о постоянных скоростях, и задачи Лойда этого типа, бросающие вызов читателю, могут послужить здесь превосходным упражнением (при условии, разумеется, что их будут решать, а не станут лихорадочно заглядывать в ответ!).
Мартин Гарднер
Задачи
1
Эта необычная головоломка связана с недавним заявлением одного астронома о том, что он обнаружил новую звезду первой величины.
На приведенном здесь рисунке вы видите этого высокоученого профессора, знакомящего со своим открытием собратьев-астрономов. Он уже изобразил на доске, как расположены пятнадцать звезд различной величины, и теперь собирается показать, где именно находится открытая им новая звезда.
Сумеете ли вы нарисовать пятиконечную звезду, которая была бы больше любой другой из изображенных на рисунке звезд и не касалась бы при этом ни одной из них?
2
На карте показаны 23 города штата Пенсильвания, соединенные между собой дорогами, которые образуют довольно причудливый рисунок. Задача проста садитесь на велосипед и поезжайте из Филадельфии в Эри, посещая каждый город по одному разу и не пользуясь никакой дорогой дважды. Вот и все.
Города пронумерованы для того, чтобы проще было проследить путь. В данном случае вы избавлены от часто встречающегося требования найти наикратчайший из всех возможных путей. Ваша задача добраться до цели, не заботясь о проделанных милях.
3
Я пользуюсь случаем, чтобы обратить ваше внимание на истоки одной неплохой игры-головоломки, разновидности солитера, весьма популярной в Европе. Это английское изобретение, ибо головоломку придумал один тамошний моряк, который сорок лет жизни провел в приюте для моряков на Стейтен-Айленд и страшно гордился, что в свое время плавал с капитаном Рэнделлом, основателем этого заведения.
Орудуя морским ножом, старый моряк вырезал эти головоломки и тут же продавал их, добывая таким путем себе «немного лишней мелочишки», как он сам это называл. Игра стала широко известна в Лондоне и получила распространение в Европе как английская игра в шестнадцать, но ей не довелось пересечь океан.
В головоломке требуется поменять местами белые и черные штырьки за наименьшее число ходов. Штырек можно перемещать с одной клетки на другую, соседнюю пустую клетку или им можно перепрыгнуть через рядом стоящий штырек (независимо от его цвета), если клетка за ним свободная. Причем штырьки разрешается перемещать только по горизонтали и вертикали (подобно шахматной ладье), но не по диагонали.
По словам очевидцев, старый моряк очень гордился тем, что нашел способ, как можно выполнить задание за наименьшее число ходов. Но либо он ошибался, либо его решение следует считать утраченным. И хотя мир с того времени ушел вперед, решения, которые приводятся в английских сборниках головоломок и математических работах как наикратчайшие, содержат погрешности; во всяком случае, их можно сократить на несколько ходов.
Произведения Э. Эбботта и Д. Бюргера едины по своей тематике. Авторы в увлекательной форме с неизменным юмором вводят читателя в русло важных геометрических идей, таких, как размерность, связность, кривизна, демонстрируя абстрактные объекты в различных «житейских» ситуациях. Книга дополнена научно-популярными статьями о четвертом измерении. Ее с интересом и пользой прочтут все любители занимательной математики.
Любую задачу можно решить разными способами, однако в учебниках чаще всего предлагают только один вариант решения. Настоящее умение заключается не в том, чтобы из раза в раз использовать стандартный метод, а в том, чтобы находить наиболее подходящий, пусть даже и необычный, способ решения.В этой книге рассказывается о десяти различных стратегиях решения задач. Каждая глава начинается с описания конкретной стратегии и того, как ее можно использовать в бытовых ситуациях, а затем приводятся примеры применения такой стратегии в математике.
Давид Гильберт намеревался привести математику из методологического хаоса, в который она погрузилась в конце XIX века, к порядку посредством аксиомы, обосновавшей ее непротиворечиво и полно. В итоге этот эпохальный проект провалился, но сама попытка навсегда изменила облик всей дисциплины. Чтобы избавить математику от противоречий, сделать ее «идеальной», Гильберт исследовал ее вдоль и поперек, даже углубился в физику, чтобы предоставить квантовой механике структуру, названную позже его именем, — гильбертово пространство.
Саймон Сингх рассказывает о самых интересных эпизодах мультсериала, в которых фигурируют важнейшие математические идеи – от числа π и бесконечности до происхождения чисел и самых сложных проблем, над которыми работают современные математики.Книга будет интересна поклонникам сериала «Симпсоны» и всем, кто увлекается математикой.На русском языке публикуется впервые.
На протяжении многих веков симметрия оставалась ключевым понятием для художников, архитекторов и музыкантов, однако в XX веке ее глубинный смысл оценили также физики и математики. Именно симметрия сегодня лежит в основе таких фундаментальных физических и космологических теорий, как теория относительности, квантовая механика и теория струн. Начиная с древнего Вавилона и заканчивая самыми передовыми рубежами современной науки Иэн Стюарт, британский математик с мировым именем, прослеживает пути изучения симметрии и открытия ее основополагающих законов.
Сколько имеется простых чисел, не превышающих 20? Их восемь: 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17 и 19. А сколько простых чисел, не превышающих миллиона? Миллиарда? Существует ли общая формула, которая могла бы избавить нас от прямого пересчета? Догадка, выдвинутая по этому поводу немецким математиком Бернхардом Риманом в 1859 году, для многих поколений ученых стала навязчивой идеей: изящная, интуитивно понятная и при этом совершенно недоказуемая, она остается одной из величайших нерешенных задач в современной математике.