A "thorn" puzzle egy kuplung puzzle , amely bevágásokkal ellátott rudakból áll, amelyeket kombinálva háromdimenziós , általában szimmetrikus figurát kaphatunk. Ezek a rejtvények hagyományosan fából készülnek, de találhatunk műanyag vagy fém változatot is. A "tövisek" általában nagy pontossággal készülnek, hogy biztosítsák az alkatrészek könnyű csúszását és pontos beállítását. A közelmúltban a „tövis” definíciója valamelyest kibővült, és már nem csak a rudak alapján készült rejtvényekre vonatkozik.
A "tövis" kifejezést először 1928-ban említette Edwin Wyatt [1] , de a könyv szövegéből jól látszik, hogy a kifejezést már ezt megelőzően is széles körben használták. A kifejezés sok ilyen típusú rejtvény tövisszerű alakjára utal (összeszerelt állapotban ) .
A "tövis" rejtvények eredete ismeretlen. Az első ismert bejegyzés [2] 1698-ban jelent meg metszetként a Cyclopedia címlapján . [3] . Későbbi hivatkozások megtalálhatók a 18. század végi és a 19. század eleji német katalógusokban [4] . Van egy vélemény, hogy a "tövist" a kínaiak találták fel , mint más klasszikus rejtvényeket, például a tangramot [5]
A hat darabból álló tövis, más néven "csomó" vagy "kínai kereszt", a legismertebb és valószínűleg a legrégebbi tövisrejtvény. Valójában ez egy olyan rejtvénycsalád, amelynek összeszerelt állapotban ugyanaz a formája, és ugyanazok az alapvető összetevők. Az ilyen típusú rejtvényekre vonatkozó legrégebbi amerikai szabadalom 1917-ből származik [6] .
A hat darabból álló "tövis" sok éven át népszerű volt, de a rajongók elcsépeltnek és érdektelennek tartották. Az elkészített és eladott rejtvények többsége hasonló volt egymáshoz, és legtöbbjük egy „kulcs” darabot, egy hornyok nélküli blokkot tartalmazott, amely könnyen eltávolítható. Az 1970-es évek végén azonban a hatrészes "tövis" újra felkeltette a feltalálók és a gyűjtők figyelmét, főként Bill Cutler matematikus számítógépes elemzésének és Martin Gardnernek a Scientific American -ban [7] megjelent rovatában .
A puzzle mind a hat darabja egyforma hosszúságú négyzetrúd (amely legalább háromszor olyan hosszú, mint amennyi a széles). Összeszereléskor a rudak párokba vannak rendezve három merőleges irányban, kölcsönösen keresztezve egymást. Az összes rúd mélyedése a metszésterületen található, így a bemélyedések összeszereléskor nem látszanak. Minden bemélyedés leírható kockák eltávolításaként (amelyek éle megegyezik a rúd szélességének felével), amint az az ábrán látható:
12 helyen lehet eltávolítani a kockákat, és a család különféle rejtvényei olyan rudakból készülnek, amelyekből más-más kockakészletet távolítottak el. 4096 lehetőség van a kockák eltávolítására. Ezek közül eltávolítjuk az azonos sávokhoz vezetőket, ennek eredményeként 837 lehetséges sáv marad [8] . Elméletileg több mint 35 milliárd lehetséges rejtvény hozható létre ezekből a részekből, de a tényleges feladványok számát 6 milliárdnál kevesebbre becsülik (vagyis amiből ténylegesen össze lehet állítani egy figurát) [9] .
A „tövis” rejtvényt, amelyben összeszerelt állapotban nincsenek belső üregek , tömör „tövisnek” nevezzük . A rejtvényt egy blokk vagy blokkcsoport egy lépésben történő eltávolításával lehet megoldani. Az 1970-es évek végéig a tömör "tövisek" kapták a legtöbb figyelem és csak ehhez a típushoz kapcsolódó publikációkat [11] . A lehetséges szilárd "tövisek" száma 119 979, 369 típusú rudat használva. Ezekhez a rejtvényekhez összesen 485 darabra van szükség, mivel egyes rejtvények ugyanazokat a darabokat használják [8] .
Esztétikai, de leginkább gyakorlati okokból a rudak két típusra oszthatók:
Az 59 használható rúd átmenő bevágásokkal rendelkezik, beleértve a bevágás nélküli rudat is. Ebből csak 25 használható tömör rejtvények készítésére. Ez a készlet, amelyet gyakran "25 vágásrúdként" emlegetnek, 17 másolattal együtt 221 különböző "tövis" készítésére használható. Néhány ilyen rejtvénynek több megoldása is van, összesen 314 megoldást adva. Ezek a rudak nagyon népszerűek, és számos cég gyártja és értékesíti belőlük a teljes készletet.
Minden tömör "tövisnél" egy mozdulat szükséges az első rúd vagy több rúd eltávolításához. Az üregekkel rendelkező „tövis” összeszereléskor belső üregekkel rendelkezik, és egynél több mozgást igényelhet. Az első blokk eltávolításához szükséges lépések száma a puzzle szintjének számít. Ezért minden szilárd „tövisnek” van 1. szintje. Minél magasabb a szint, annál nehezebb a rejtvény.
Az 1970-es és 1980-as években a szakértők megpróbálták megtalálni a legmagasabb szintű "töviseket". 1979-ben Steward Coffin amerikai tervező és kézműves talált egy 3. szintű rejtvényt. 1985-ben Bill Cutler talált egy 5. szintű rejtvényt [12] , hamarosan pedig az izraeli Philippe Dubois [11] 7. szintű rejtvényt . 1990-ben Cutler befejezte elemzésének utolsó részét, és megállapította, hogy a legfelső szintű feladványok száma 5 volt, és 139 ilyen rejtvény van. A hat rúdból álló „tövisek” legmagasabb szintje egynél több megoldással 12, ami azt jelenti, hogy 12 mozdulat szükséges az első rúd kiszabadításához [9] .
Egy három rúdból álló "tövis", amely "normál" téglalap alakú bevágásokkal készült (mint a hat rúdból álló "tövisek" esetében), nem szerelhető össze vagy szétszerelhető [13] . Vannak azonban három rúdból álló "tövisek", amelyekben különböző bevágások vannak. A leghíresebb ilyen típusú puzzle az, amelyet Wyatt említett egy 1928-as könyvében, amely lekerekített darabokból áll, amelyeket el kell forgatni [1] .
Az Altecruze rejtvény az 1890-es szabadalom tulajdonosáról kapta a nevét, bár a rejtvény már korábban is létezett [14] . Az "Altekruse" vezetéknév osztrák - német eredetű, és németül "régi keresztet" jelent , ami miatt felmerült a gyanú, hogy a vezetéknév álnév volt , de egy ilyen vezetéknévvel rendelkező személy 1844-ben három testvérével együtt Amerikába emigrált. hogy elkerülje a porosz hadseregbe való besorozást , és a gyanú szerint egyike volt azoknak, akik kitöltötték az 1998 -as szabadalmat .
A klasszikus Altcruze puzzle 12 egyforma darabból áll. A szétszedéshez a puzzle két felét ellentétes irányba kell mozgatni. Ha további két azonos rudat használ, a puzzle más módon is összeállítható. Ugyanezen elv alapján a család többi rejtvényét is összeállíthatja 6, 24, 36 és így tovább. Méretük ellenére ezek a nagy rejtvények nem számítanak túl nehéznek, de türelmet és ügyességet igényelnek .
A Chuck-rejtvényt Edward Nelson fejlesztette ki és szabadalmaztatta 1897-ben [15] . A dizájnt a brit Pentangle Puzzles cég munkatársa, Ron Cook fejlesztette tovább , aki ebbe a családba más rejtvényeket is tervezett [16]
A Chuck kirakó főleg U-alakú, különböző hosszúságú darabokból áll, és némelyik további bevágásokkal is rendelkezik, amelyeket kulcsként használnak. Nagyobb puzzle-darabok létrehozásához ("Papa Chuck", "Grandpa Chuck" és "Great Grandpa Chuck") hosszabb darabokat kell hozzáadnia. A „Chuck” a hat nagyon egyszerű rúd „tövisének” kiterjesztésének tekinthető, a „Child Chuck” nevű rejtvénynek, amelyet nagyon könnyű megfejteni. A puzzle különböző hosszúságú darabjaiból nem szimmetrikus darabok is készíthetők, de az eredeti puzzle-hoz hasonlóan összeállítva.
A Pagoda-rejtvény, amelyet néha "japán kristálynak" is neveznek, eredete ismeretlen. A rejtvényt Wyatt 1928-as könyve [1] említi . Ennek a családnak a rejtvényei a három rúdból álló "tövis" meghosszabbításának tekinthetők ("Pagoda" 1-es méret), de a rejtvények nem igényelnek különleges bevágásokat. A 2-es méretű "pagoda" 9 részes, míg a nagyobb változatok 19, 33, 51 stb. A "pagoda" mérete részekből áll .
Míg a legtöbb tövisrejtvény négyzet alakú bevágásokkal készül, néhányat átlós bevágásokkal készítenek. Az átlós "tövis" részei négyzet alakú rudak, V betű formájú kivágásokkal 45 ° -os szögben. Ezeket a rejtvényeket gyakran "csillagoknak" nevezik, és a rudak szélei esztétikai okokból 45°-os szögben vannak levágva, így az összeállított puzzle csillagszerű megjelenést kölcsönöz.