Текст книги "Самые знаменитые головоломки мира"

Автор книги: Сэм Лойд

117

Освободите ножницы, не разрезая веревки

Конечно, теперь уже не исправишь несправедливости, которая выпала на долю бедного Гордия. Однако мы можем осудить высокомерие, с которым Александр Македонский, вызванный на состязание в сообразительности, назначил себя судьей и сам себе присудил приз за свое абсурдное решение. Этот опасный прецедент послужил началом «головоломного» разбоя, конца которому не видно и в наши дни. Все еще встречаются юные александры, которые решают всякого рода задачи по своему разумению и берут призы разбойничьим способом.

Гордий был бесхитростным сельским жителем, он разводил овец и растил виноград, пока благодаря своей мудрости не стал фригийским царем. Рассказывают, что, приняв скипетр, он завязал свою былую утварь в то, что позже получило название гордиева узла. Сделал он это столь искусно, что никто этот узел не мог распутать, а прорицание оракулов гласило, что сумевший это сделать станет императором.

Рассказывают также, что Александр Македонский в безуспешных попытках развязать узел пришел в ярость и разрубил веревку, воскликнув: «Так следует получать то, что ты хочешь!» Странно, что даже те, кто хорошо знаком с этой историей и ее достойным презрения финалом, справившись с каким-то трудным делом, не без гордости восклицают: «Я разрубил гордиев узел!»

Согласно свидетельствам литературных памятников, узел был завязан без каких-либо нечестных уловок. Предпринимались попытки восстановить его. Были предложены любопытные и сложные узлы. Интересно, насколько удовлетворил бы их авторов метод решения Александра? Протест против подобного подхода заключен в следующих строках, имеющих, без сомнения, весьма древнее происхождение.

 
О, мужи, в ком терпенья не хватает.
Вам не решить головоломку, тотчас
Заглядывая с жадностью в ответ.
Когда царь Гордий, властелин фригийский,
Свой знаменитый узел завязал,
Его нетерпеливый Александр
Не развязал ведь, разрубив на части!
 

Прежде чем представить на суд любителей эту головоломку, я перерыл множество справочников. Все авторы сходятся на том, что гордиев узел был завязан так, что концов веревки нельзя было отыскать, а домашняя утварь была привязана к скобе на вратах храма. Я принял замечание Латтимера, что предметы утвари могли быть привязаны по отдельности, а его ссылку на садовые ножницы счел заслуживающей иллюстрации.

Эта головоломка особенно подходит для летнего отдыха, так как решать ее следует терпеливо, вдумчиво и спокойно – «вдали от шума городского».

Возьмите кусок веревки длиной около метра и свяжите вместе его концы, чтобы получилось кольцо. Далее возьмите обычные ножницы и привяжите их, как показано на рисунке, только вместо дверной скобы используйте шейку какой-нибудь юной леди, сидящей в удобной позе; не исключено, что, освободив ножницы, она поможет вам завоевать корону Азии.

118

Что происходит с грузом?

Рассказывают, что эта странная задача из области механики, несмотря на кажущуюся простоту, причинила немало беспокойства Льюису Кэрроллу. Не известно, сам ли прославленный автор «Алисы в Стране Чудес», который был профессором математики в Оксфорде, придумал ее, но не в добрый час ему захотелось получить на нее ответ.

Если к веревке, пропущенной через блок, подвешен груз, который в точности уравновешивает обезьяну, находящуюся на том же уровне на другом конце веревки, то что произойдет с грузом, когда обезьяна начнет карабкаться вверх по веревке?

«Удивительно, – писал Кэрролл, – насколько разные ответы дают хорошие математики. Прайс считает, что груз начнет подниматьсяс возрастающей скоростью. Клифтон (и Харкурт) полагает, что он будет двигаться вверх с той же скоростью, что и обезьяна, тогда как Сэмпсон убежден, что груз будет опускаться».

Один инженер-механик говорит, что «это окажет не больший эффект, чем муха, взбирающаяся по веревке», а некий ученый утверждает, что «груз будет подниматься или опускаться в зависимости от величины, обратной скорости, с которой обезьяна ест яблоко», откуда, однако, следует вычесть квадратный корень из ее хвоста. Если говорить серьезно, то эта задача весьма любопытна и заслуживает пристального внимания. Кроме того, она обнаруживает тесную взаимосвязь головоломок с задачами из механики.

[Ради простоты допустим, что как веревка, так и блок невесомы и трение при движении отсутствует. – М. Г.]

119

Головоломка с гамаком

На рисунке изображен в проекции грубо сделанный гамак. Чему равно наименьшее число веревок, разрезав которые сверху вниз, вы разделите его на две части? Разрезы должны проходить по отрезкам веревок между узлами.

120

Цена яиц

– Я заплатил бакалейщику за яйца 12 центов, – рассказывал повар. – Но поскольку они были очень мелкими, я заставил его добавить сверх того еще два яйца. После этого стоимость каждой дюжины яиц уменьшилась на один цент.

Сколько яиц купил повар?

121

Решите задачи Беппо

История повествует о том, что однажды Евклид попытался объяснить Птолемею, как следует делить круг. Раздраженный монарх воскликнул:

– Я устал от сих скучных уроков и не стану засорять свою голову дурацкими правилами!

– Тогда, – ответил великий математик, – ваше величество великодушно позволит мне уйти с поста верховного советника, ибо только дураку известен королевский путь в математику.

– Совершенно верно! – поспешил вмешаться в разговор придворный шут Беппо. – Дабы оправдать доверие, которое ты, Евклид, мне столь любезно оказал, я покажу сейчас, как можно изучить великие принципы математики, пользуясь способами, понятными младенцам.

Философы считают, что все то, что познается с удовольствием и интересом, никогда не забывается, но знания нельзя вбивать в голову дубиной. Учитель, заставляющий зазубривать правила, годен лишь для попугаев!

Так вот, с милостивого дозволения вашего величества, я сейчас поясню деление круга, попросив придворного глашатая показать, на сколько частей можно разрезать круглый пирог семью прямыми взмахами ножа.

Более того, желая добавить еще один штрих к истории о дамокловом мече, который, как вы видите, висит на ниточке над нашими головами, мы попробуем накрепко запечатлеть его в памяти вопросом: «Почему его лезвие кривое?»

Глядя на рисунок, иллюстрирующий знаменитое сорок седьмое предложение моего уважаемого предшественника о том, что квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов, я попрошу его сказать нам, сколько потребуется жердей равной длины, чтобы огородить поле в форме прямоугольного треугольника, одна из сторон которого имеет в длину 47 жердей? [То есть найдите прямоугольный треугольник с целыми сторонами, одна из которых равна 47. – М. Г.]

Сорок седьмое предложение покажет, без сомнения, что многим хорошим математикам есть еще о чем подумать в связи с этой восхитительной теоремой Пифагора.

122

Добросовестный молочник

Один добросовестный молочник ежедневно, прежде чем отправиться к своим постоянным клиентам, живущим на четырех разных улицах, наполнял цельным молоком 2 больших бидона по 16 галлонов. На каждой улице молочник оставлял одинаковое число кварт молока.

Обслужив первую улицу, он шел к колонке с водой, и… его бидоны были снова полны до краев! Затем он обслуживал вторую улицу и снова шел к колонке, дабы пополнить, как и раньше, свои бидоны. Так он продолжал действовать и дальше до тех пор, пока все его счастливые клиенты не были удовлетворены.

Скажите, сколько молочник продал цельного молока на каждой из улиц, если после всех операций у него осталось в бидонах 40 кварт и 1 пинта? [15]15
  1 галлон = 4 кварты = 8 пинт. – Прим. перев.


[Закрыть]

123

Как Рип ван Винкль может выиграть партию?

В старой датской игре, положившей начало современной игре в кегли, в ряд располагаются 13 деревянных кеглей. Одним ударом шара можно сбить либо одну, либо две соседние кегли. Для того чтобы это сделать, не требуется много умения. Игроки бросают поочередно по одному шару, а цель игры состоит в том, чтобы сбить последнюю кеглю.

Горный гном, с которым Рип ван Винкль играет эту партию, только что сбил кеглю № 2. Рип должен выбрать одну из 22 возможностей: сбить одну из 12 кеглей или метнуть шар в один из 10 открытых промежутков, чтобы сбить пару соседних кеглей. Как лучше поступить Рипу, чтобы выиграть партию? Предполагается, что оба игрока могут сбить любую кеглю или любую пару соседних кеглей и что каждая из сторон располагает наилучшей стратегией.

124

Распределите свиней по четырем загонам

Отвечая на старый вопрос о том, как рождаются головоломки, приходят ли они внезапно, как озарение, или являются плодом долгой и напряженной работы, я бы сказал, что, подобно другим изобретениям, они создаются и тем, и другим способом. Но почти всегда основная идея возникает благодаря какому-нибудь случайному происшествию.

Так, во время своего летнего путешествия на велосипеде я повстречал одного доброго фермера, чей яблоневый сад и родник с холодной водой сделали его маленькую ферму поистине оазисом. Хозяин ее был человеком весьма оригинальным, с неистощимым запасом острот, так что вряд ли кто из нас мог с ним потягаться. В своей обычной серьезной манере он спросил меня, знаю ли я, для чего ирландец всегда строит загон для свиней под окном своей гостиной. После того как я перебрал все возможные объяснения, он сообщил мне конфиденциальным шепотом, который был слышен за милю.

– Он строит его, чтобы держать там свиней.

Фермер просил меня не сообщать эту причину остальным членам нашей компании, которые могут принять ее за шутку. По пути домой не один из них свалился с велосипеда, вспоминая задачу Пэта.

Все это навело меня на мысль о следующей головоломке. Предположим, что у Пэта есть 21 свинья. Он держит животных в прямоугольном загоне и хочет разделить его внутренними изгородями так, чтобы свиньи распределились по четырем новым загонам. При этом внутри каждой из новых изгородей должно находиться четное число пар плюс одна дополнительная «нечетная» свинья. Не можете ли вы показать, как это нужно сделать?

125

Поросенок в саду

Калитка осталась открытой, и поросенок вбежал в сад там, где вы видите заштрихованную клетку, отмеченную стрелкой. Он посетил каждую клетку сада, поворачивая только под прямым углом, а затем выбежал через белую клетку у открытой калитки. Всего поросенок сделал 20 поворотов под прямым углом.

Головоломка состоит в том, чтобы определить путь с наименьшим числом поворотов. Поросенок должен входить и выходить через те же самые клетки, посетить каждую клетку, поворачивая только под прямым углом, и не должен пересекать черную изгородь в верхнем левом углу сада.

126

Пять разносчиков газет

Пять смекалистых мальчишек, разносчиков газет, заключили между собой соглашение по совместной реализации своего товара. Том Смит продал на одну газету больше четверти общего количества, Билли Джонс продал на одну газету больше' четверти остатка, Нед Смит продал на одну газету больше четверти того, что осталось, а Чарли Джонс продал на одну газету больше четверти остатка. К этому моменту оба Смита вместе продали на сто газет больше, чем оба Джонса. Маленький Джимми Джонс, самый младший в группе, продал теперь все оставшиеся газеты.

Трое братьев Джонс продали больше газет, чем двое братьев Смит, но на сколько именно больше?

127

Сколько лет Мэри?

В добавление к своей задаче «Сколько лет Энн?» и дабы принести извинения ее сестре Мэри, которая оставалась в тени во время публичных дебатов относительно возраста ее сестры, я предлагаю вам следующую задачу.

– Видите ли, – заметил дедушка, – суммарный возраст Мэри и Энн составляет 42 года, а Мэри вдвое старше, чем была Энн, когда Мэри была вдвое моложе, чем будет Энн, когда Энн станет втрое старше, чем была Мэри, когда Мэри была втрое старше Энн. Сколько лет Мэри?

128

Усталый Вилли

Усталый Вилли, сезонник, закончивший работу в Джойтауне, отправился в Плезантвилль одновременно с тем, как Дасти Роудс вышел из Плезантвилля. Они встретились и обменялись братским рукопожатием в тот момент, когда Вилли прошел на 18 миль больше, чем Дасти. После трогательного расставания Вилли потребовалось 13 1/2 часа, чтобы добраться до Плезантвилля, а Дасти – 24 часа, чтобы прийти в Джойтаун. Допустим, что каждый из них шел с постоянной скоростью. Сколько миль от Плезантвилля до Джойтауна?

129

Чему равна длина проволоки?

Во всем, что касается Луны, всегда есть какое-то неотразимое очарование. Когда в начале прошлого века на публику обрушились сенсационные «лунные» сообщения, люди готовы были поверить любым россказням. Мистификация основывалась на наблюдениях, которые велись с помощью нового телескопа якобы небывалой силы. Публика отнеслась к сообщениям с такой доверчивостью, что мистификаторы дошли до детального описания обитателей Луны и восхитительных предметов, их окружающих. Несмотря на всю экстравагантность этих описаний, тысячи людей принимали их за чистую монету.

С состоянием дел на Луне нас знакомили многие авторы. Ариосто в своем «Неистовом Роланде» послал Астольфо в рискованное путешествие на Луну, и его описание того, что он увидел в Долине потерянных вещей, обмануло многих. Путешествие на Луну Сирано де Бержерака представляет собой не менее занятный вклад в литературу, не говоря уже о романе Жюля Верна. Но именно подробное описание такого путешествия, принадлежащее Эдгару По, столь сильно подействовало на некоего профессора по фамилии Спирвуд, что он снарядил экспедицию и на самом деле предпринял попытку добраться до Луны на воздушном шаре. Представленный здесь рисунок сделан по описаниям, опубликованным во время этого подъема. Воздушный шар был привязан к клубку проволоки, которая имела в толщину 0,01 дюйма. Предположим, что клубок имел первоначально 2 фута в диаметре и что проволока была намотана так плотно, что в клубке не оставалось зазоров. Сможет ли кто-нибудь из наших любителей головоломок сказать, чему равна общая длина проволоки?

В ответе я объясню, как можно решить эту задачу, не беспокоясь о точном значении числа π.

130

Пуля убийцы

На рисунке вы видите циферблат часов, пробитый пулей из пистолета убийцы. Пуля попала точно в его центр, выведя часы из строя. Стрелки часов спаялись вместе, образовав одну прямую линию. Очевидно, они повернулись вокруг своей оси, поскольку не могли одновременно показывать на 3 и 9.

Можете ли вы сказать, сколько было времени, когда пуля попала в часы?

131

Чему равна ширина реки?

Два парома отчаливают в одно и то же мгновение от противоположных берегов Гудзона, один паром идет из Нью-Йорка в Джерси, а другой – из Джерси в Нью-Йорк. Один паром идет быстрее другого, так что они встречаются в 720 ярдах от ближайшего берега.

Прибыв к месту назначения, каждый паром стоит 10 минут, чтобы дать сойти пассажирам и принять на борт новых людей; затем он отправляется в обратный путь. Паромы вновь встречаются в 400 ярдах от другого берега. Чему равна ширина реки?

132

Положите девять спичек так, чтобы получилось десять, и шесть спичек – чтобы получилось ничто

Гарри дал своей сестре девять спичек и попросил ее положить их так, чтобы они выглядели как десять. Она, в свою очередь, дала ему шесть спичек, которые он должен сделать похожими вообще на ничто. Природа этих простых трюков не носит математического характера, но они могут позабавить юных читателей.

133

Джек Спрэт

Согласно сказкам Матушки-Гусыни, Джек Спрэт не мог есть жирного, а его жена не могла есть постного.

Вместе они могли бы съесть бочонок жирной свинины за 60 дней, тогда как одному Джеку, чтобы справиться с ней, потребовалось бы 30 недель. В то же время бочонок постной свинины вместе они подчистили бы за 8 недель, хотя жена Спрэта в одиночку справилась бы с ней не менее чем за 40 недель.

Допустим, что Джек всегда ест постную свинину, когда у него имеется выбор, и что его жена, напротив, всегда выбирает жирную свинину. Спрашивается, за сколько времени они оба съедят бочонок наполовину жирной и наполовину постной свинины?

134

Сколько золота у скупца?

Один скупец, прежде чем умереть голодной смертью, мог бы похвастать неким количеством 5-, 10– и 20-долларовых золотых монет. Он хранил их в пяти одинаковых мешках, причем в каждом из мешков было по одному и тому же числу золотых монет одного и того же достоинства.

Любимым занятием скупца было перебирать свои сокровища. Он высыпал все монеты на стол, а затем делил их на 4 кучки, в каждой из которых содержалось одинаковое число монет одного достоинства. Затем он брал любые 2 из этих кучек, смешивал их и вновь делил монеты на 3 кучки опять по одинаковому числу монет разного достоинства в каждой. Зная все это, попробуйте определить наименьшее число монет, которым мог обладать этот несчастный старик.

135

Разрежьте полумесяц, чтобы получился крест

Как это ни удивительно, полумесяц достаточно разрезать всего на 6 частей, чтобы сложить из них правильный греческий крест. Форму креста вы видите на головном уборе изображенной здесь богини. Складывая крест, одну из частей приходится перевернуть обратной стороной кверху. [Обратите внимание на прямолинейный участок в каждом углу полумесяца и на то, что обе дуги полумесяца являются дугами окружности одного радиуса. – М. Г.]

136

Перенесите один кружок, чтобы провести четыре прямые

Дженни, самая сообразительная девочка в школе, предложила решить головоломку своему приятелю Джо. Нарисовав на заборе 6 маленьких кружков, она сказала:

– Сейчас ты можешь провести только две прямые через три кружка. А я хочу, чтобы ты стер один из кружков и нарисовал его в другом месте так, чтобы можно было провести четыре прямые через три кружка.

137

Стоимость контрактов

Один человек собирался построить дом и выяснил, что ему придется заплатить:

1100 долларов обойщику и маляру,

1700 долларов маляру и жестянщику,

1100 долларов жестянщику и электрику,

3300 долларов электрику и плотнику,

5300 долларов плотнику и каменщику,

3200 долларов каменщику и маляру.

Сколько запросил каждый из мастеров за свою работу?

138

Который час?

Чаще всего на часах, изображенных у витрин ювелирных магазинов, стрелки показывают время около 8 часов 20 минут, как это показано на рисунке. Предположим, что обе стрелки находятся на одинаковом расстоянии от 6-часовой отметки. Тогда скажите точно, какое время показывают бутафорские часы?

139

Джек и Джилл

Вот одна недурная головоломка, позаимствованная у Матушки-Гусыни. Джек и Джилл соревнуются в беге вверх и вниз по склону холма, у которого расстояние от подножия до вершины равно 440 ярдам. Джек добрался до вершины первым, немедленно побежал вниз и встретился с Джиллом в 20 ярдах от вершины. У подножия он опередил Джилла на полминуты. Четких записей этих состязаний не велось, но что доподлинно известно, так это то, что каждый из соревнующихся под гору бежал в полтора раза быстрее, чем в гору. Требуется узнать, за сколько времени Джек пробежал все расстояние в 880 ярдов?

140

Отмерьте по две кварты молока для каждой леди

Честный Джон любил повторять:

– Нет ничего, касающегося молока, чего бы я не знал.

Но вот однажды он был поставлен в тупик двумя леди, которые попросили его налить им по две кварты молока в пяти– и четырехквартовые кастрюли. У Джона же были только два полных бидона молока по 10 галлонов в каждом. Каким образом ему все же удалось отмерить каждой леди по две кварты молока?

Следует заметить, что для того, чтобы отмерить нужные две кварты молока, пользуясь только двумя кастрюлями и двумя бидонами, не требуется ничего, кроме сообразительности.

141

Как поезда сумеют разойтись?

Вот одна практическая задача тех дней, когда железные дороги находились в состоянии младенчества и не было еще двухколейных путей, поворотных платформ и автоматических стрелок. Леди, снабдившая меня сюжетом этой головоломки, основывалась на личном опыте, приобретенном, по ее собственному признанию, «некогда».

– Однажды, прибыв на разъезд, – рассказывала она, – где обычно расходятся поезда, мы узнали, что труба у нашего паровоза перегрелась и находится при последнем издыхании, а починить ее в обозримое время нет никакой надежды.

На рисунке вы видите экспресс с вышедшим из строя паровозом и приближающийся с противоположной стороны состав из Вэйбека, который во что бы то ни стало должен разъехаться с неподвижным поездом.

Участки разъезда, обозначенные буквами А, B,Cи D, могут принять одновременно только один вагон или паровоз. Разумеется, вышедший из строя паровоз не может двигаться собственными силами, его следует тянуть или толкать, как если бы он был вагоном. Вагоны можно перевозить по одному или вместе, сцепив их в любом количестве, причем цеплять к паровозу их можно как спереди, так и сзади.

Задача состоит в том, чтобы помочь поезду из Вэйбека разъехаться с экспрессом наиболее рациональным способом, оставив в итоге экспресс на прямолинейном пути, причем так, чтобы паровоз и вагоны оказались в первоначальном порядке и смотрели в первоначальном направлении. Под «наиболее рациональным способом» мы понимаем наименьшее число изменений в направлении движения паровоза из Вэйбека.

Вам легче будет решить головоломку, нарисовав участок пути на листе бумаги и двигая по нему вырезанные из картона фишки, изображающие вагоны и паровозы.