Определение
Механические головоломки (mechanical puzzles) – игры для одного человека, суть которых состоит в манипулировании отдельными частями игрушки с целью привести ее в определенное состояние. Механическая головоломка характеризуется самодостаточностью – т.е. для того, чтобы ее собрать (решить) дополнительные приспособления не нужны.
Американский коллекционер и специалист по головоломкам Джерри Слокум (Jerry Slocum) даёт следующее определение:

“Механическая головоломка – это самостоятельный объект, состоящий из одной или более частей, содержащий задачу для одного человека, решаемую манипуляциями с помощью логики, рассуждений, озарения, везения и (или) терпения.
Из этого, во-первых, следует, что для решения МГ не должно требоваться дополнительных приспособлений (штопора, магнита и т.д.) – как любой самостоятельный объект она содержит в себе всё необходимое для решения задачи. Игрок может привлечь на помощь лишь логику (или, на худой конец, терпение)”.

Целью игры может быть:

• собрать целостную модель (Кубик Рубика, Змейка, Пирамида);
• разобрать сложное соединение деталей (Гвозди, Резинки, Узлы);
• собрать целую картину из множества деталей (Графические пазлы);
• вывести объект из специальной локации или довести до локации (Лабиринт, Куб);
• выстроить разрозненные объекты в определенном порядке (Пятнашки, другие игры на перестановку объектов на поле).

Механические головоломки общеизвестны и очень популярны. Практически каждый из нас в детстве играл в Змейку или в Лабиринт, мучался над парой согнутых гвоздей, не понимая, как же разъединить их. На самом деле, их разнообразие гораздо выше – в западной культуре МГ уже с конца 19 века была более востребована и распространена, чем в России, а затем в СССР.
Сейчас, в эру электронных игр, востребованность механической головоломки уменьшается, но многие просто перекочевали в компьютерный формат – вот например, бессмертный Кубик Рубика, в формате онлайн-игры, или пазлы, которые можно собирать на мониторе.
В этой статье мы дадим классификацию механической головоломке, а в статье “Механические головоломки – Галерея славы” подробнее расскажем о самых выдающихся МГ в истории.

Самые известные и популярные в СССР механические головоломки: Кубик Рубика, Змейка и Пятнашки.

История МГ
Древнейшие головоломки, известные историкам, восходят к античности или даже к Древнему Египту. Например, известна древняя греческая игра, похожая на Танграм (когда из семи простых геометрических фигур складывают различные сложные фигуры, подробнее см в статье“Механические головоломки – Галерея славы”), упоминание о которой датируется 3 в. до н.э. – из 14 фигурных деталей нужно было составлять различные заранее заданные формы. К сожалению, древняя история практически не сохранила для нас описаний и правил игрушек, над которыми ломали головы далекие предки.
В Иране 17-го века забавлялись замками-головоломками (lockingpuzzle, см. ниже соответствующий раздел). В 18 веке в Китае были распространены различные механические головоломки, к началу 19-го широкое распространение получил “Танграм”.
В 1893 году профессор Луис Хоффман написал книгу “PuzzlesOldandNew”, которая, среди прочих загадок и головоломок, рассказывала о нескольких десятках механических.
Однако подлинная история механической головоломки началась в конце 19-го-начале 20-го веков. Они вошли в моду сразу во многих странах, в Европе и Америке многие головоломки были запатентованы и выпущены в производство.
Большую роль в развитии механических головоломок сыграли два технологических фактора – появление пластмасс (пластика), и развитие металлургии. С новыми технологиями, позволяющими придать пластмассе любую форму, и дешево изготовить множество простых металлических деталей – механические головоломки стали одним из предметов выгодного производства и недорогих продаж, завоевав популярность у слоев населения самой разной обеспеченности.
С развитием технологий полимеров, появлялось все больше возможностей для изобретения и производства механических игрушек – так, например, нормально действующий Кубик Рубика практически невозможно сделать из дерева.

Впрочем, механические головоломки не обязаны быть сложными механизмами. В 18-19 веках были распространены различные фигурные пазлы, построенные на принципе “Танграма”. Например, известнейший изобретатель загадок и головоломок, Сэм Ллойд предлагал всем желающим собрать правильную фигуру пони, которая была разрезана на 6 частей (в основном от туловища отделялись ноги и хвост, и беспорядочно смешивались). Головоломок с пони, крайне дешевых, было продано бешеное количество (отдельные источники, среди которых сам Ллойд, утверждают, что около миллиарда). Вот тут вы можете попробовать собрать несчастного пони online, в неизвестно какой по счету раз.
Множество подобных головоломок входят в категорию механических – потому что для их решения необходимы манипуляции с физическими деталями с целью привести их в определенное положение. При этом не важно, из чего сделаны сами детали – из дерева, железа, картона или даже бисквита.
В 1914 году вышла книга Сэма Ллойда“Энциклопедия 5000 пазлов, загадок и (с ответами и решениями)”. Эту книгу можно назвать знаковой в истории развития механической головоломки. Конечно, туда входили все виды загадок – математические, логические, но в то же время, и немало механических пазлов разных видов. Сэма Ллойда можно считать отцом-основателем увлечения механическими головоломками. По меньшей мере, он является одним из самых заслуженных популяризаторов МГ. Здесь выложен полный скан раритетного иллюстрированного издания знаменитой книги, вы можете ознакомиться с каждой ее страницей, с каждой из 5000 головоломок, которые придумал или собрал Сэм Ллойд.
В упомянутой выше книге профессора Хоффмана была, в частности, задачка: уложить четыре карты (пятерки бубей, червей, крестей и виней) так, чтобы на каждой из карт было видно лишь по четыре сердца, ромба и т.д. Посмотрите на рисунок из книги, и попробуйте выполнить это задание.

Иллюстрация из книги “PuzzlesOldandNew” 1893 года.

Постепенно механические головоломки завоевали современный мир, и до появления компьютерных игр и бурного развития настольных, оставались одним из основных развлечений для большинства детей и множества взрослых.
Подробнее историю отдельных знаменитых механических головоломок смотрите в разделе “Механические головоломки – Галерея славы”.

Виды механических головоломок
На сайте Puzzlemuseum приводится подробнейшая классификация механических головоломок, разбитых на категории, с примерами конкретных игр в каждой из них. Так же, там присутствует краткое описание сути каждой категории МГ. К сожалению, в рунете такой подробной и четкой классификации нет, а по зарубежным названиям далеко не каждый сумеет узнать привычные аналоги.
Но есть обзорная статья В.И. Красноухова “Механические головоломки – что это такое?”, в которой, кроме списка, дается педагогическое обоснование пользы головоломок для развития интеллекта, пространственного и образного, нетривиального, нестереотипного мышления.
Мы приводим краткую классификацию основных видов механических головоломок, с примерами и иллюстрациями – причем, в названии каждой категории МГ присутствует ссылка на страничку соответствующую Puzzlemuseum с кратким описанием и, главное, фотографиями-примерами старинных, подчас древних игр этого вида.

Головоломки на складывание (Assembly puzzles):
Это один из самых популярных и больших по количеству видов класс МГ. Цель игры – собрать объект из составных элементов. В этот класс входят графические пазлы (Jigsaw puzzle), объемные пазлы (объемные деревянные, картонные или пластиковые игрушки, которые можно разбирать и собирать), различные полиформы и еще один вид графической игры, фигурные пазлы (Pattern Puzzles).
Примером этого вида игр является китайская игра Танграм. Здесь вы можете сыграть в Танграм-онлайн.

Из коробки с разрозненными кусочками собирается целая картина. Разница поразительная, для детей это чудо, которое, к тому же, можно собрать своими руками.

Графические пазлы бывают и такие стильные, как этот.

Сборные/Разборные головоломки (Disassembly puzzles):
Цель игры заключается в том, чтобы разделить на части изначально целый объект, или открыть один объект, чтобы извлечь другой. Или, напротив, собрать объект из составных элементов воедино, так, чтобы он составлял цельную конструкцию.
В этот тип МГ входят деревянные узлы, как например такой, суперузлы, шаркунки и другие подобные игрушки. Так же это шкатулки с секретом вроде завораживающей вот этой, игрушки-замки, и прочие предметы, которые состоят из частей, и разделяются только при определенном неочевидном нажатии, повороте и т.д. – Opening Puzzles или, под другим названием, Lock puzzle.
В основном, это различные деревянные изделия, состоящие из множества хитро подогнанных друг к другу частей. Вот, пожалуйста, Integrity.

Примеры сборно-разборных головоломок.

Иногда сборно-разборной головоломкой становится и Кубик Рубика – если не удается собрать его логически, всегда можно разломать механизм и собрать механически. :)

Не распадающиеся головоломки (Interlocking puzzles)
Головоломки этого типа похожи на предыдущие. Отличие заключается в том, что детали головоломки соединены между собой одной или несколькими из ее частей, или вообще являются объединенным, не распадающимся целым – хотя форму менять вполне могут.
Основной задачей здесь является придать головоломке определенный вид, причем, разобрать ее – это половина задачи, а собрать обратно бывает еще труднее.
Вот примеры таких пазлов: Swiss flag и Meteor.

Головоломки на распутывание и расщепление (Disentanglement Puzzles):
По сути это топологические (пространственно-математические) головоломки, т.к. принцип, на котором они основаны – обыгрывание топологических свойств искривленных объектов.
Например, два гвоздя соединены вместе, и разъединить их кажется невозможным – но можно, если повернуть под определенным неочевидным углом, используя топологические свойства конструкции. Здесь представлены десятки подобных головоломок.

Цитата:
“Существуют сотни разных топологических головоломок, но все они построены на нескольких основные принципах. Болгарский математик Димитр Вакарелов обнаружил пять таких основных принципов: «путешествие петли», «обход малой дырки», «переход через большое препятст­вие, следуя его форме», «удваивание верёвки», «топологические меледы». Головоломки этого класса наиболее доступны для домашнего изготовления в силу их технологичности, у нас в стране прекрасные образцы из металла делают Александр Башкиров (г. Чехов Московской области), Юрий Ивченко из Москвы и другие мастера.
Анатолий Калинин, автор многих оригинальных шнурковых головоломок, советует при решении таких головоломок пользоваться следующими правилами:
1. Замените мысленно (или на модели головоломки) жёсткие части на гибкие. Измените конфигурацию головоломки, уберите все лишнее,  например, петли, повороты. Постепенно возвращайтесь к исходной конфигурации.
2.  Измените задачу на обратную. Попытайтесь понять, почему при этом головоломка реша­ется проще”.
Красноухов В.И. “Механические головоломки - что это такое?”

Головоломки на распутывание бывают очень разные, от простейших “Гвоздей” до сложных головоломок, которые решаются в несколько этапов.

Головоломки с перемещением сегментов (Sequential Puzzles, Sliding puzzle):
В этом типе МГ, цель игры – упорядочить элементы в определенной последовательности: выстроить по возрастанию или убыванию, или собрать детали одного цвета вместе. Это очень распространенный вид МГ, в него входят несколько суб-категорий:

• походовые, типа логической игры Sudoku, в которой необходимо ходить таким образом, чтобы в конце игры на поле осталась лишь одна фишка.
• последовательные, ярчайшим примером являются Пятнашки.
• фигурные, т.е., все вариации Кубика Рубика.

Кубик Рубика бывает не только трехсегментный, но и четырех- и даже пяти! Время, необходимое для сборки такой конструкции, возрастает в геометрической прогрессии.

После изобретения Кубика Рубика, различные мастера и производители придумали и выпустили множество подобных игрушек. Но принцип у всех них один – собрать хаотически разрозненные элементы одного цвета на одной плоскости.

Механические головоломки на ловкость (Routefinding Puzzlesи Dexterity Puzzles):
Игры этого класса построены на ловкости рук и скорости реакции. Например, управляя объектом, игрок проводит его через различные препятствия, и приводит в точку назначения (лузу, выводит из лабиринта и т.п.).
Это двух- или трехмерные лабиринты, различные другие головоломки с шариками, которые можно катать, просто наклоняя и тряся головоломку, и т.д.

Деревянный лабиринт. Подобными играли и наши далекие предки, в качестве шарика используя камешек или орех.

Гибкие составные головоломки (Flexagons, Folding Puzzles)::
В этот раздел входят гибкие трансформеры, флексагоны, калейдоциклы, созданные Морицем Эшлером, и другие игровые предметы, элементы которых связаны между собой гибкими связями. Их можно крутить в любую сторону, под различными углами, и благодаря такому гибкому построению, этим игрушкам можно придавать различные формы, изображая с их помощью те или иные предметы.
Наиболее известная игрушка этого типа – “Змейка”, хотя в основе детской игрушки лежит математическая теория для взрослых.
Отдельным подвидом являются бумажные пластины с картинками, которые разрознены на куски (Fold Puzzles). Это плоские изображения, которые можно двигать, придавая им те или иные состояния, и суть задачи – выстроить их определенным образом – например, вертеть пятью бумажными дисками до тех пор, пока они не выстроятся в лицо Мэрилин Монро. Конкретный пример “Магия Рубика”.

Змейки, короткие и длинные, памятные с детства поколению 70-80-90х годов.

Головоломка как искусство
Топологические и механические свойства сложносоставных предметов разнообразны и удивительны, поэтому вполне логично и естественно, что изобретательные механики и просто мастера на все руки, нашли такие формы механических головоломок, которые нельзя отнести просто к играм, потому что в них содержатся элементы декоративного, художественного и конструкторского искусства.

Сосуды-головоломки (Puzzle Jugs and Vessels):
Этот вид головоломок был весьма популярен в исторической России, в 16-17-18 веках. К нему относятся “сосуды с сюрпризом”, Puzzle jugs – сюрприз выявляется, когда надо выпить, и становится ясно, что просто так выпить из этого сосуда не удастся – он или обливает, или, напротив, цедит по капле. Пример другого рода – чашки, в которых жидкость соединена оригинальным способом – Fuddling cups.
Развитие этого вида забавных вещиц привело к созданию таких известных произведений искусства, как Яйца Фаберже, бутылки с кораблями внутри (см. Невозможные объекты).

Французский ювелир Карл Фаберже создал уникальное сочетание механической игрушки и произведения искусства.

Невозможные объекты (Impossible objects):
Это интересный и необычный вид головоломок, суть которого сводится к физической невозможности существования предмета – но, тем не менее, он существует. И осознать, как именно такое стало возможным – и является головоломкой.
По ссылке находится статья об Impossible objects с примерами; а вот ссылка на известный геометрический парадокс “Невозможный куб”. А от этой чудесной Штуки может просто ум за разум зайти, если внимательно ее разглядывать.
Впрочем, и без осознания как именно, каким образом это возможно, “невозможные предметы” ценны сами по себе, как объекты искусства и коллекционирования.
В эту категорию так же входят всевозможные бутылки с кораблями и разнообразные геометрические парадоксы.

Бутылки с кораблями внутри. Как туда попали корабли, уже ни для кого не секрет – их кропотливо собирали по крошечным деталям, и склеивали уже в бутылке. Своими руками собрать простенький корабль в бутылке может каждый – нужно лишь купить специальный комплект.

Эти объекты физически не могут существовать. Но они существуют. Подробнее – например вот здесь, на сайте www.puzzles.com.

Головоломка как брэнд
Помимо абстрактных механических головоломок, каждая из которых является вызовом уму, сообразительности и ловкости рук, существует ряд МГ, ставших раскрученными брэндами, известными на весь мир.

“Трансформеры”
Прежде всего, это Трансформеры: игрушки, которые сродни гибким составным головоломкам, но трансформируются в строго заданных параметрах – например, из ракеты в боевого робота и обратно; хотя и среди них есть многовариантные трансформы.
Характерная особенностью любого трансформера – то, что он подкреплен сюжетом, фантастическим миром, историей, и является не просто абстрактной игрушкой, а персонажем огромной детской игры.
Более того, эта игра отражена в многочисленных мульт-сериалах, детских книгах и комиксах, а теперь и вовсе – в голливудском блокбастере “Transformers” – так что каждый играющий может приобщиться к чему-то более обширному, нежели абстрактная головоломка.
История возникновения и развития брэнда “Трансфомерs” описана здесь (англ.), а историю и хронология выдуманного мира, в котором происходит действие фантастической игры, здесь (рус.). А здесь лежит большая подборка материалов по истории и миру Трансформеров.

Разные и классные. Какой мальчишка не мечтает о Трансформерах или не играет в них…

Конструктор “LEGO”
Развивающий конструктор – вещь давно известная во всем мире. Дети собирают из кусочков единое целое – создают мозаичные картинки и узоры, фигуры животных, людей и вещей.
Но датская фирма LEGO в 1958 году создала универсальный механизм крепления различных деталей друг к другу, и с помощью этого механизма стало возможным собирать любые трехмерные фигуры, картины и конструкции, не ограничивая свою фантазию никак.
С тех пор продолжается триумфальное шествие конструкторских наборов “Лего” по всей планете. Многочисленные игровые наборы включают в себя детали, необходимые для сборки тематических композиций: “Город Лего”, “Лего Аэропорт”, “Лего сад”, “Лего госпиталь” и т.д., и т.п.

Для уже шести поколений детей, брэнд LEGO олицетворяет все конструкторы и механические игры в целом. На верхней картинке рядит в глаза не от пикселей – а от кирпичиков. :) Ну а торт так же полностью сделан из лего-блоков.

Другими примерами известных зарубежных брэндов (дорогих сердцу среднего американца и европейца так же, как жителям СССР Пятнашки, Змейка и Лабиринт) являются:

• Clicks (развивающий конструктор для детей, подобный Lego);
• Magnetix (цветные пластиковые детали, соединяемые с помощью металлических шариков в причудливые фигуры);
• Stickle Bricks (детский развивающий конструктор, липкие детали, которые легко прикрепляются друг к другу);
• Secret Decoder Ring (старая игра, суть которой – расшифровать послание, зашифрованное на нескольких дисках, состоящих из букв алфавита и цифр).

SecretDecoderRing “Ovaltine”. На таких кольцах нельзя было зашифровать секретное военное послание (для серьезных целей, шифр слишком простой). Но мальчишки в Европе с удовольствием играли в войнушку с использованием Секретных Колец.

Ссылки по теме

Русскоязычные:

"Механические головоломки – что то это такое?" – Статья В.И. Красноухова о видах головоломок. (http://www.intelgame.ru/doc/118.htm)
"Умные игры" – Сайт игр и головоломок для детей. (http://www.intelgame.ru/)
Головоломка – Список ссылок на механические головоломки разных видов. (http://golovolomka.hobby.ru/sliding/content.shtml)
Пазлы онлайн – Здесь можно собирать различные известные картинки онлайн, или скачать игру на компьютер.
"Умничка.ru" – Интернет-магазин, где можно купить множество механических головоломок. (http://www.ymnichka.com/rupuzzles.htm)

Англоязычные:

Google Top – список ссылок на сайты, посвященные механическим головоломкам.
Puzzles.com – Большой портал, посвященный всем видам головоломок. (http://www.puzzles.com/)
Механические головоломки – Коллекция авторских механических головоломок.
Age of Puzzles – сайт, посвященный МГ. (http://www.ageofpuzzles.com/)
Сyclopediaofpuzzles – энциклопедия головоломок. (http://www.cyclopediaofpuzzles.com)
Puzzle – Статья в “Википедии” о головоломках.
Mechanical_puzzle – Статья в “Википедии” о механических головоломках.
Archimedes Lab – Лаборатория для всех желающих стать Архимедами. Коллекция механических и других головоломок. (http://www.archimedes-lab.org/)
Frik-n-frak – сайт студии, изготавливающей механические головоломки. (http://www.frik-n-frak.com/index.html)
Puzzlemuseum – сайт, посвященный истории механических головоломок, в котором представлены фотографии старинных игр и игрушек. (www.puzzlemuseum.com)

Комментарии (4)

Ирина Александровна Новичкова 27 мар в 09:37

Планета Головоломок

Добрый день.

Мы (мой партнер-Красноухов Владимир Иванович и я-Новичкова Ирина Александровна)занимаемся разработкой и ПРОИЗВОДСТВОМ головоломок и развивающих игр. Наше производство находится в Москве.
Это деревянные,металлические,пластмассовые головоломки.
Ассортимент можно увидеть здесь: http://www.planetagolovolomok.ru/

О нашей деятельности помимо производства(мы проводим Чемпионаты России по решению головоломок,региональные чемпионаты,представляем Россию на международных форумах головоломщиков,проводим семинары,занимаемся популяризацией головоломок уже более 13 лет) можно прочитать здесь:

http://www.nkj.ru/archive/articles/12984/

http://nauka.relis.ru/53/0511/53511134.htm

http://nauka.relis.ru/53/0512/53512102.htm

http://nauka.relis.ru/53/0412/53412142.htm

http://nauka.relis.ru/53/0312/53312058.htm

http://nauka.relis.ru/53/0212/53212122.htm

http://nauka.relis.ru/53/0112/53112094.htm

http://nauka.relis.ru/53/0012/53012042.htm

http://nauka.relis.ru/53/D53.shtml

http://nauka.relis.ru/53/0508/53508064.htm

http://nauka.relis.ru/GOLOVOLOMKI/diogen2.htm

http://www.nkj.ru/archive/articles/2521/

http://www.nkj.ru/archive/articles/10744/

http://www.nkj.ru/archive/articles/12984/

http://nauka.relis.ru/53/0304/53304078.htm

http://nauka.relis.ru/53/0308/53308114.htm

Мы готовы к сотрудничеству.
Пожалуйста,пишите,звоните,задавайте вопросы.

Конт тел. (495)308-50-69 дом
8-916-140-17-80
Всего наилучшего,
Ирина Новичкова.
"Планета Головоломок" http://www.planetagolovolomok.ru/
irinanovichkova@mail.ru
irinanovichkova@yandex.ru

Антон Карелин 24 мар в 22:59

хорошая статья о выставке механических головоломок в России
http://nauka.relis.ru/53/0512/53512102.htm