Текст книги "Самые знаменитые головоломки мира"

Автор книги: Сэм Лойд

сообщить о нарушении

Текущая страница: 7 (всего у книги 17 страниц)

99

Сколько лет будет Смиту?

Смит служил клерком в страховой компании и был так напичкан всякого рода датами и цифрами, что мало о чем другом мог говорить или думать. Он всегда торопился домой, чтобы в кругу семьи предложить какую-нибудь статистическую задачу. Особое удовольствие доставляло ему поставить в тупик свою жену, о математических способностях которой он отзывался не без пренебрежения. Однако жене удалось как-то посрамить своего супруга, а возможно, и вылечить от дурной привычки третировать семью своими задачами.

Однажды этот глава семейства хвастливо заявил, что если его дражайшая половина сумеет задать ему такую задачу о датах и возрастах, которую он не сумеет решить за десять минут, то до следующего такого же дня он не предложит больше ни одной задачи. Вероятно, он имел в виду тот же день через год, но разговор происходил 29 февраля 1896 года, так что у женщины соблазн заставить мужа замолчать до следующего високосного года был очень велик.

Задача, которой супруга сумела сразить своего «головоломного» спутника жизни, выглядела так:

– Допустим, Том, что ты был втрое старше меня, когда мы впервые встретились, и что мне сейчас столько же лет, сколько тебе было тогда, и что, когда я буду втрое старше, чем сейчас, наш суммарный возраст составит сто лет. Скажи-ка мне, сколько в таком случае тебе будет лет ближайшего 29 февраля?

100

На сколько частей следует разрезать крышку стола?

Картинка говорит сама за себя, и не надо быть Шерлоком Холмсом, дабы понять, что ребята нашли на чердаке старый ящик с инструментом, а их мать ушла по своим делам. Труднее представить себе, как Таузер сможет выбраться из будки через маленькую дверцу, когда ребята приколотят к конуре последнюю стенку. Однако предоставим Таузера самому себе и не будем тратить времени на несущественные для нас бытовые подробности.

Как лучше всего разрезать на минимальное число частей квадратную крышку кухонного стола, чтобы из них можно было сколотить недостающую стенку конуры?

101

Если бы луна была из зеленого сыра, то на сколько частей смогли бы вы ее разделить, проведя ножом пять прямых разрезов?

«Лечение болезни концентрированным усилием воли, – писал один известный в свое время медик, – связано с самовнушением, а оно может быть весьма велико. Известны случаи, когда альпийские пастухи с наслаждением жевали свою краюху кислого хлеба, воображая, будто то кусок лунного серпа из зеленого сыра!».

Эти слова навели меня на мысль, связанную со следующей головоломкой.

Отнесемся снисходительно к глупым фантазиям людей, изображенных на рисунке, и представим себе, что предстоит разрезать лунный серп пятью прямыми взмахами ножа на предельно большее количество кусков. Достаточно ли вы умелы, чтобы им помочь?

С помощью карандаша и линейки проведите на изображенном здесь серпе пять прямых линий и посмотрите, сколько кусков вам удастся получить.

102

Разрежьте этот пряник в виде собачьей головы на две части, имеющие одинаковую форму

Тудлис получила в подарок пряник в виде собачьей головы и решила разделить его поровну со своим младшим братом. Желая быть справедливой, она хотела бы знать, каким образом это сделать, чтобы обе части были одинаковых размеров и формы.

103

Кто выиграет?

В добрые старые времена ни один сельский праздник не обходился без картофельных состязаний, а кое-где они и поныне популярны среди молодежи. Сотню картофелин выкладывают по одной вдоль прямой на расстоянии 10 футов друг от друга. В 10 футах от первой картофелины помещается корзина. Двое соперников стартуют у корзины и бегут к первой картофелине. Тот, кому удается ее схватить, несет картофелину к корзине, а второй участник бежит к следующей картофелине. Таким образом картофелины по одной переносятся в корзину, а тот, кто сумеет первым положить в корзину 50 картофелин, выигрывает.

Первый наш вопрос состоит в следующем: какое расстояние необходимо пробежать, если стартовать от корзины и перенести в нее по одной все 100 картофелин.

Наша вторая и гораздо более трудная задача касается соревнований между Томом и Гарри. Поскольку Том бегает на 2,04 % быстрее Гарри, он разрешает Гарри выбрать одну картофелину и положить ее в корзину до начала соревнований. Другими словами, чтобы выиграть, Том должен собрать 50 картофелин прежде, чем Гарри сумеет собрать свои оставшиеся 49. На рисунке вы видите, как Гарри кладет выбранную картофелину в корзину. Результат соревнований в значительной мере будет зависеть от того, какую именно картофелину выберет Гарри. Вам предлагается определить, какую картофелину следует выбрать Гарри, чтобы максимально увеличить свои шансы на выигрыш, и каков будет результат соревнований, если сделать правильный выбор.

104

105

Как записать 1906 год в восьмеричной системе счисления?

Дабы показать, насколько трудно бывает неискушенному человеку при решении простой задачи покинуть проторенный путь, я предлагаю вам бросить взгляд на привычную нам десятичную систему счисления. Обычно большинство людей пользуются ею не задумываясь. Они знают, что при сложении столбиком каждую колонку можно заполнять вплоть до 9, а если сумма получается больше 9, то следует перейти в колонку слева. Однако все это далеко не так просто.

Первобытный человек, подобно каждому из нас, учился считать на пальцах обеих рук – вот отсюда и возникла десятичная система счисления. Не исключено, что если бы человек произошел от обезьяны с четырехпалыми конечностями, то нам пришлось бы пользоваться «восьмеричной» системой. С математической точки зрения десятичная система не столь уж и совершенна, для некоторых целей, например, лучше подходит «семеричная» система, где в каждом разряде может стоять любая из семи цифр от 0 до 6. В этой системе 66 означает 6 семерок и 6 единиц, так что если к данному числу прибавить 1, то получится 100, или 49 в десятичной системе.

Дело в том, что, прибавив 1 к 6, мы получили бы 7. Поэтому мы пишем в младшем разряде 0, а в следующий разряд добавляем 1 и получаем там снова 7; так что во втором разряде мы опять записываем 0, а в третьем разряде пишем 1. В результате и получается число 100, которое в десятичной системе записывается как 49. Аналогичным образом 222 в десятичной системе запишется как 114: две единицы, две семерки и дважды по 49.

Представьте, что нашими предками были четырехпалые обезьяны и наши предтечи считали до восьми и ничего не знали о девятках и десятках; как бы мы тогда в восьмеричной системе записали 1906 год? Эта задача поможет вам понять некоторые элементарные принципы, лежащие в основе перехода от одной системы счисления к другой.

106

Ежегодный пикник

Компания отправилась на большой ежегодный пикник. В каждом экипаже находилось одинаковое число пассажиров. На полпути вышли из строя 10 экипажей, так что в каждый оставшийся экипаж пришлось пересесть по одному лишнему пассажиру.

На обратном пути из строя вышло еще 15 экипажей; теперь в каждом экипаже ехало на 3 пассажира больше, чем их было, когда компания поутру тронулась в путь. Сколько человек участвовало в ежегодном пикнике?

107

Сколько монахинь проживало в монастыре и как они размещались?

Задачу о монахинях из монастыря Монте-Маладетта можно встретить почти во всех старых сборниках головоломок, но она очень примитивна. Я помню, что в свое время ее ответ просто разочаровал меня. Говорили об испанском происхождении этой головоломки, якобы она основана на историческом эпизоде. Недавно мне в руки попал сборник старых испанских сказаний, в одном из которых я нашел краткое упоминание о монастыре Монте-Маладетта, расположенном в горном массиве Пиренеев, носящем то же название. Речь там шла о захвате этой части страны французами, которые в конце концов были изгнаны.

Прямое отношение к головоломке имела, однако, та часть текста, где говорилось: «Многих монахинь франки увели с собой, видно, отсюда и пошла известная задача о монахинях монастыря Монте-Маладетта». Поскольку никаких письменных свидетельств о головоломке не сохранилось, а ее популярный вариант весьма сомнителен из-за двойственности решения, я беру на себя смелость представить ее в форме, сохраняющей дух задачи, но свободной от неоднозначности решения.

Монастырь, как это показано на рисунке, представлял собой квадратное трехэтажное здание с шестью окнами на каждой стороне верхних этажей. Ясно, что на каждом из верхних этажей было по 8 комнат, что вполне согласуется со старой историей. По преданию, верхние этажи использовались под кельи. В кельях самого верхнего этажа кроватей было больше, чем в кельях второго этажа, так что на нем и монахинь помещалось вдвое больше.

Мать-настоятельница следила за тем, чтобы каждая келья непременно была занята. Причем на третьем этаже должно жить вдвое больше монахинь, чем на втором, а в шести комнатах, выходящих на каждую из четырех сторон здания, их должно проживать ровно по 11. Задача относится только к двум верхним этажам, нижний этаж занимала трапезная.

Ну, так вот, после отступления французских войск через ближайшее ущелье обнаружилось, что исчезло 9 самых молодых и хорошеньких монахинь. Очевидно, их во всех смыслах пленили французские солдаты. Однако, дабы не огорчать случившимся мать-настоятельницу, монахини скрыли потерю, по-новому переселившись в своих кельях.

Монахини умудрились расселиться таким образом, что во время своего ежевечернего обхода мать-настоятельница не заметила никаких изменений: все кельи были заняты, на каждой стороне проживало по 11 монахинь и на третьем этаже монахинь было вдвое больше, чем на втором. И все же 9 монахинь отсутствовало! Сколько монахинь проживало в монастыре и как они размещались по кельям?

Изюминка задачи содержится в парадоксальных условиях, которым на первый взгляд удовлетворить невозможно. Тем не менее головоломка вполне поддается решению.

108

Как торговец отмерял вино и воду?

Однажды один торговец из Багдада, который снабжал своими товарами паломников, пересекавших пустыню, столкнулся с трудноразрешимой задачей. К нему пришел хозяин каравана, чтобы купить про запас вина и воды. Он принес с собой 3 кувшина в 10 галлонов каждый и попросил налить в первый кувшин 3 галлона вина, во второй – 3 галлона воды, а в третий – смесь из 3 литров воды и 3 литров вина; кроме того, он хотел, чтобы и каждый из 13 верблюдов получил по 3 галлона воды.

Поскольку, согласно восточным обычаям, вино и вода продавались лишь четным числом галлонов, у торговца были меры в 2 и 4 галлона. Тут-то и возникла трудность. Тем не менее, не прибегая ни к каким трюкам, уловкам или приспособлениям, торговец безо всяких потерь налил нужные порции воды из большой бочки в 63 галлона и вина из малой бочки в 31 ¹/ ₂галлона. За сколько операций ему удалось это сделать, если операцией считать каждое переливание жидкости из одного сосуда в другой?

109

Сколькими способами вы сумеете прочитать фразу?

Помните эпизод из «Алисы в Стране Чудес» Льюиса Кэрролла, где Алиса встречается с Чеширским котом? Этот удивительный кот мог исчезнуть, но улыбка его оставалась. Впервые увидев своего приятеля из семейства кошачьих, Алиса захотела узнать, что это за животное, а поскольку в Стране Чудес вопросы всегда задавались в письменной форме, она сделала то же самое. Но в Стране Чудес читали и задом наперед, и снизу вверх, и сверху вниз, поэтому она записала свой вопрос так, как показано на рисунке. Это позволяет читателю начинать и заканчивать фразу, где он пожелает.

Задача состоит в следующем. Сколькими различными способами вы сумеете прочитать вопрос Алисы: WAS IT A CAT I SAW? (He кота ли я видела?) Начинайте с любого W и переходите к соседней букве, от нее – к следующей и т. д., пока не доберетесь до С, а затем возвращайтесь назад к границе. Вы можете двигаться вверх и вниз, влево и вправо.

110

Кто победит и сколько времени для этого потребуется?

Жители Сиама – прирожденные игроки, готовые ставить на последние лохмотья. Сами они не очень-то воинственны, но весьма любят наблюдать схватки между самыми разными животными. Никого не удивят петушиные или собачьи бои, но ни в одной другой стране вы не встретите бои рыбьи!

Там есть два вида рыб, которые, несмотря на свои вкусовые достоинства, ценятся исключительно за бойцовые качества. Рыбы одного вида, называемые королевскими, крупны и имеют белую чешую, а рыбы другого вида, называемые дьявольскими или черными карпами, маленькие и черные. Между этими видами существует столь сильная антипатия, что, едва завидев друг друга, рыбы тут же бросаются в атаку и бьются насмерть.

Королевская рыба за считанные секунды способна уничтожить пару маленьких рыб, но дьявольские рыбы столь проворны и действуют столь слаженно, что три такие рыбки с успехом противостоят одной большой и битва между ними может продолжаться часами. Они так сообразительны и подвижны, что 4 маленькие рыбки убивают большую рыбу ровно за 3 мин, а 5 рыбок могут нанести coup de grace [13]13
  Удар из милосердия (фр.)– удар, которым в средние века приканчивали побежденного на поединке. – Прим. перев.


[Закрыть]за пропорционально более короткое время – 2 мин и 24 с (соответственно 6 рыбок – за 2 мин и т. д.).

Эти комбинации противостоящих сил столь точны и надежны, что можно вычислить точное время, за которое определенное число рыб одного вида уничтожит определенное число своих врагов.

На нашем рисунке показаны 4 королевские рыбы, противостоящие своим 13 маленьким противникам. Кто победит? И сколько времени понадобится одной стороне, чтобы уничтожить другую?

[Дабы избавиться от двусмысленности, содержащейся в условии С. Лойда, стоит подчеркнуть, что дьявольские рыбы всегда атакуют одну королевскую рыбу стайками не менее трех рыб и не отступают от нее до полного уничтожения. Так, мы не можем считать, что пока 12 маленьких рыб блокируют четырех больших, тринадцатая дьявольская рыба шныряет туда и обратно и «прикладывает руку» к гибели всех своих противниц. Исходя из того, что 4 дьявольские рыбы убивают одну королевскую за 3 мин, мы могли бы сказать, что 13 дьявольских рыб прикончат одну королевскую за ¹²/ ₁₃мин, а четырех королевских рыб – за ⁴⁸/ ₁₃мин (3 мин 41 ⁷/ ₁₃с). Однако такие же рассуждения приводят и к заключению, что 12 дьявольских рыб убьют одну королевскую за 1 мин и четырех королевских рыб за 4 мин даже без помощи тринадцатой рыбы – вывод, который, очевидно, нарушает предположение Лойда о том, что 3 маленькие рыбы не способны убить одну большую. – М. Г.]

111

Сколько монет нужно уплатить за щенка?

Китайцы стали чеканить монеты за тысячелетия до нашей эры, но так и не постигли основных принципов монетного дела. Так, в Поднебесной империи при крупных сделках оперировали золотыми слитками, на которых имелось клеймо с датой и именем банкира, однако в широком обращении находились таели – монеты переменного достоинства. Таели делались все тоньше и тоньше, пока стопка из 2000 монет не достигла в высоту меньше 3 дюймов. Аналогичным образом переменную толщину имела и обычная мелочь из медных монет с круглой, квадратной или треугольной дыркой в середине. Китайцы носили эти монеты нанизанными на ниточку, чтобы удобнее было при расчетах отмерить стопку нужной высоты. Стоимость стопки выражалась в битах.

Допустим, что 11 монет с круглой дыркой стоят 15 бит, 11 монет с квадратной дыркой – 16 бит, а 11 монет с треугольной дыркой – 17 бит. Скажите, сколько монет каждого вида потребуется для того, чтобы купить маленького упитанного щенка, стоящего 11 бит (собачье мясо весьма ценится в тех краях)?

112

Сколько кусков сыра получается после шести плоских разрезов?

Поводом для хорошей головоломки может послужить все новое, что так или иначе привлечет ваше внимание, однако придется еще немало поработать, прежде чем эта головоломка примет окончательную форму. Иногда вас может озадачить что-то в повседневной жизни, тогда вы начинаете думать, а как увеличить трудность решения этой задачи, поглубже скрыв лежащий в ее основе принцип, то есть придав ей форму истинной головоломки.

Задача должна быть поставлена мягко, картинка может помочь объяснить условия, но вместе с тем реальные трудности должны маскироваться убаюкивающей простотой всей истории. Можно постараться отвлечь внимание от основного трюка, ибо, как сказал один великий философ еще за тысячелетия до открытия Америки, Ars est celare artem.Не иначе как для любителей головоломок он хотел подчеркнуть, что истинное искусство состоит в том, чтобы сделать его незаметным. Именно тут кроется основное различие между головоломками нового и старого времени.

Мне случилось как-то в военном лагере наблюдать, как один солдат делил круг сыра. Я поразился той изобретательности, с которой он это делал. Чем больше я об этом размышлял, тем больше убеждался, что напал на удачную идею, которая наконец выкристаллизовалась в форме головоломки. Я поздравил квартирмейстера с таким умелым солдатом, на что тот ответил:

– Ну, это что! Видели бы вы, как он режет пирог! Разрезая пирог, мы имеем дело только с поверхностью и не идем дальше квадратов или квадратных корней, как сказал бы математик. При делении же сыра мы спускаемся глубже поверхности, используя свойства глубины и привлекая кубические уравнения.

Можете ли вы сказать, на сколько частей разделен круг сыра с помощью указанных здесь шести прямых разрезов?

113

Перепутанные шляпы

Весьма интересные головоломки могут возникнуть в любой момент, следуя перипетиям нашей бренной жизни. Вот что рассказывает старый и весьма респектабельный гардеробщик Джордж Вашингтон Джонсон.

В конце вечера на вешалке оставалось ровно 6 шляп, но пришедшие за ними джентльмены настолько захмелели, что ни один из них не мог ни достать свой номерок, ни даже просто узнать собственную шляпу. В совершенном отчаянии Джонсон вынужден был позволить каждому выбрать ту шляпу, какую он пожелает. С точки зрения любителя головоломок, было бы интересно определить вероятность того, что ни один из шестерых не возьмет свою собственную шляпу.

114

Как восемь ворон могут сесть на хлебное поле, чтобы никакие три из них не оказались на одной прямой?

Известный орнитолог, описывая привычки и смекалку птиц, рассказывает, что он был свидетелем того, как стая ворон опустилась на хлебное поле и расположилась на нем в полном соответствии с правилами военной тактики. Каждая птица уселась таким образом, чтобы видеть каждого из своих товарищей, дабы по малейшему движению любого из них судить о приближающейся опасности.

Не пытаясь вдаваться в тайны вороньего беспроволочного телеграфа, заметим, что само расположение ворон на поле приводит к очень любопытной задаче. Пусть центры клеток шахматной доски 8 x 8 изображают 64 снопа пшеницы, показанные на рисунке. Головоломка состоит в том, чтобы посадить на эти точки 8 ворон, причем никакие две вороны не должны находиться в одном ряду или на одной диагонали. Кроме того, требуется, чтобы человек с ружьем, обходя поле, не мог попасть в трех из них, расположенных на одной прямой.

Эта головоломка тесно связана с моей задачей о расположении восьми ферзей на шахматной доске, при котором ни один из них не атаковал бы другого, но здесь сделано некое улучшение. В прежней задаче было 12 различных ответов, а в этой – только один.

115

Разделите квадратный лист бумаги на две половины, которые можно было бы сложить, как показано на рисунке

Колодки, надетые на несчастного осужденного, которые показаны на рисунке, делались из квадратной доски, разделенной на две части. Здесь возникают две взаимосвязанные математические задачи: сделать колодки, разделив квадрат на две части, или разделить пополам колодки так, чтобы из половинок можно было сложить квадрат.

Возьмите квадратный лист бумаги; не допуская никаких отходов, разрежьте его на две части, из которых можно было бы сложить указанные на рисунке колодки с дырами для головы и рук. Эти две части, образующие колодки, можно всегда переложить так, чтобы дыры закрылись и снова получился правильный квадрат. Здесь применяется довольно любопытный трюк, связанный с точно указанным расположением дыр.

116

Батчер Бой

Моя история касается одного случая, о котором рассказал Айк Рид, совладелец компании «Джонсон энд Рид», занимающейся сбытом лошадей. Во время своего последнего президентского срока генерал Грант, вернувшись с послеобеденной прогулки, рассказал полковнику Шедвику, что по пути его обогнала коляска мясника, которая мчалась так быстро, что по сравнению с ней экипаж самого президента, казалось, стоял на месте. Генерал Грант хотел узнать, кому принадлежит лошадь и можно ли ее приобрести.

Лошадь быстро нашли и купили у одного ничего не подозревавшего немца за половину той суммы, которую он мог бы получить, знай, что его покупателем является сам президент Соединенных Штатов Америки. Лошадь была светлой масти и полюбилась Гранту, который нарек ее Батчер Бой. [14]14
  Butcher Boy – мальчик из мясной лавки (англ.).


[Закрыть]

И вот несколько лет спустя после катастрофы на Уоллстрит, расстроившей финансы семьи Грантов, Батчер Бой вместе с лошадью, которая ходила с ним в паре, были проданы с молотка компанией «Джонсон энд Рид» за 493,68 доллара. Мистер Рид сказал, что он мог бы получить за коня вдвое больше, если бы намекнул, кто был его владельцем, но генерал Грант категорически запретил упоминать об этом.

– Тем не менее, – сказал Рид, – вы получили 2 % прибыли, ибо заработали 12 % на Батчер Бое и 10 % потеряли на второй лошади.

– Я думаю, кто-нибудь сумеет это подсчитать, – ответил генерал; но его смех явно свидетельствовал о том, что он разбирается в цифрах. Я предлагаю любителям головоломок определить, сколько генерал Грант получил за каждую лошадь, если он на одной из них потерял 10 %, на другой заработал 12 %, а на всей операции получил 2 % прибыли.