Кентерберийские головоломки

Существует старая головоломка (впервые предложенная Науком в 1850 г.), которая состоит в том, чтобы определить число различных способов, какими это можно сделать. Один такой способ приведен на рисунке, а всего число существенно различных способов равно 12. Если же мы будем считать повороты и отражения различными способами, то из этих 12 образуется 92 способа. Расположение, приведенное на рисунке, обладает определенной симметрией. Если вы перевернете страницу вверх ногами, то получите то же самое расположение, однако если вы повернете доску так, чтобы внизу оказалась одна из боковых сторон, то получите расположение, отличное от исходного. Если вы зеркально отразите эти 2 расположения, то получите еще 2 способа. Далее, все другие 11 расположений не симметричны, и, следовательно, из каждого из них с помощью таких поворотов и отражений получается по 8 способов. Таким образом, становится понятно, почему 12 существенно различных решений порождают 92 расположения, как я уже говорил, а не 96, как получилось бы, если бы все 12 решений оказались несимметричными. Следует ясно представлять себе природу поворотов и отражений, когда имеешь дело с головоломками на шахматной доске.

Сумеет ли читатель расположить 8 ферзей на шахматной доске таким образом, чтобы ни один из них не атаковал другого и чтобы никакие 3 ферзя не располагались ни на какой наклонной прямой одновременно? Взглянув еще раз на рисунок, мы можем заметить, что приведенное там расположение не удовлетворяет нужным условиям, поскольку на двух наклонных прямых, указанных пунктиром, располагается по три ферзя. Среди 12 существенных решений есть только одно, удовлетворяющее нашему дополнительному условию. Сможете ли вы найти его?

128. Восемь звезд. В этой головоломке 8 звезд нужно расположить на приведенной на рисунке доске так, чтобы пи одна звезда не оказалась на одной горизонтали, вертикали или диагонали с другой.

Вы видите, что одна звезда уже поставлена в клетку, передвигать ее нельзя, поэтому читателю придется расставить лишь 7 остальных звезд. Но вы не должны помещать звезды на заштрихованные клетки. Существует только одно решение данной головоломки.

129. Мозаика. Искусство создания рисунков или узоров из кусочков по-разному окрашенных твердых материалов очень и очень древнее. С ним, безусловно, были знакомы во времена фараонов, а в библейской книге Эсфирь мы находим упоминание о «мостовых из красного и голубого, и белого, и черного мрамора». Некоторые из дошедших до нас древних мозаик, особенно римских, показывают, что даже там, где геометрический узор и не бросается в глаза, над внешне беспорядочными расположениями их создатели в свое время изрядно поломали голову. Особенно в тех случаях, когда работа выполнялась с ограниченным числом цветов, они свидетельствуют об удивительной изобретательности, благодаря которой удалось добиться того, чтобы одинаковые оттенки не располагались вблизи друг друга. Читательницы, знакомые с искусством шитья всевозможных лоскутных одеял, покрывал, подушек и т. п., знают, сколь желательно при ограниченном выборе материала избежать близкого расположения одинаковых кусочков ткани. Наша головоломка в равной мере может относиться и к лоскутным одеялам, и, например, к выложенному плитками полу.

На рисунке видно, как квадратный участок пола можно выложить 62 квадратными плитками восьми цветов: фиолетового (Ф), красного (К), желтого (Ж), зеленого (3), оранжевого (О), розового (Р), белого (Б) и голубого (Г) так, чтобы при этом ни одна плитка не находилась на одной горизонтали, вертикали или диагонали с плиткой того же цвета «Шестьдесят четыре плитки при тех же условиях выложить было бы невозможно, но два заштрихованных квадратика заняты решетками вентиляции.

Головоломка состоит в следующем. Эти две решетки вентиляции следует переместить на квадраты, обведенные жирными линиями, а в угловые заштрихованные квадраты поместить две плитки. Сможете ли вы переместить 32 плитки так, чтобы в результате ни одна из плиток не оказалась на одной вертикали, горизонтали или диагонали с другой плиткой того же цвета?

130. Под «вуалью». Изучив приведенный здесь рисунок, читатель увидит, что я расположил на нем восемь букв V, восемь Е, восемь I и восемь L таким образом, что ни одна из букв не находится на одной горизонтали, вертикали или диагонали с такой же буквой. Так, ни одно V не лежит на одной прямой с другим V, ни одно Е – с другим Е и т. д.

Существует огромное число различных способов размещения букв при данном условии. Головоломка состоит в том, чтобы найти расположение, приводящее к наибольшему числу слов из четырех букв, которые можно читать сверху вниз, снизу вверх и по диагонали. Все повторения считаются другими словами, а всего можно использовать пять вариаций: VEIL, VILE, LEVY, LIVE и EVIL.[24]