Puzzle mécanique - Mechanical puzzle
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Un puzzle mécanique est un puzzle présenté comme un ensemble de pièces mécaniquement interconnectées dans lesquelles la solution consiste à manipuler l'objet entier ou des parties de celui-ci. L'un des puzzles mécaniques les plus connus est le Rubik's Cube , inventé par l'architecte hongrois Ernő Rubik en 1974. Les puzzles sont principalement conçus pour un seul joueur où le but est que le joueur voit à travers le principe de l'objet, pas à tel point qu'ils trouvent accidentellement la bonne solution par essais et erreurs . Dans cet esprit, ils sont souvent utilisés comme test d'intelligence ou dans la formation à la résolution de problèmes .
Histoire
Le plus ancien puzzle mécanique connu vient de Grèce et est apparu au 3ème siècle avant JC. Le jeu consiste en un carré divisé en 14 parties, et le but était de créer différentes formes à partir de ces pièces. Ce n'est pas facile à faire. (voir Ostomachion loculus Archimedius)
En Iran, des "puzzles-locks" ont été fabriqués dès le 17ème siècle après JC.
La prochaine occurrence connue de puzzles est au Japon . En 1742, il est fait mention d'un jeu appelé "Sei Shona-gon Chie No-Ita" dans un livre. Vers 1800, le puzzle Tangram de Chine est devenu populaire et 20 ans plus tard, il s'est répandu en Europe et en Amérique.
La société Richter de Rudolstadt a commencé à produire de grandes quantités de puzzles de type Tangram de différentes formes, les soi-disant « puzzles d'Anker » vers 1891.
En 1893, Angelo John Lewis , utilisant le pseudonyme de « Professeur Hoffman », a écrit un livre intitulé Puzzles ; Ancien et Nouveau . Il contenait, entre autres, plus de 40 descriptions d'énigmes avec des mécanismes d'ouverture secrets. Ce livre est devenu un ouvrage de référence pour les jeux de réflexion et des copies modernes existent pour ceux que cela intéresse.
Le début du 20ème siècle était une époque où les puzzles étaient très à la mode et les premiers brevets pour les puzzles ont été enregistrés.
Avec l'invention des polymères modernes, la fabrication de nombreux puzzles est devenue plus facile et moins chère.
En 1993, Jerry Slocum a fondé la Slocum Puzzle Foundation, une organisation à but non lucratif dédiée à l'éducation du public sur les puzzles par le biais de la collecte de puzzles, d'expositions, de publications et de communications.
Catégories
Assemblée
Dans cette catégorie, le puzzle est présent sous forme de composant, et le but est de produire une certaine forme. Le cube Soma de Piet Hein , le Pentomino de Solomon Golomb et les puzzles de pose Tangram et "Anker-puzzles" mentionnés ci-dessus sont tous des exemples de ce type de puzzle. En outre, les problèmes dans lesquels un certain nombre de pièces doivent être disposées de manière à tenir dans une boîte (apparemment trop petite) sont également classés dans cette catégorie.
L'image montre un exemple du puzzle d'emballage de Hoffman . L'objectif est d'emballer 27 cuboïdes de longueurs de côté A, B, C dans une boîte de longueur de côté A+B+C, sous réserve de deux contraintes :
- 1) A, B, C ne doivent pas être égaux
- 2) Le plus petit de A, B, C doit être plus grand que
Une possibilité serait A=18, B=20, C=22 – la boîte devrait alors avoir les dimensions 60×60×60.
Les outils modernes tels que les découpeurs laser permettent la création de puzzles complexes en deux dimensions en bois ou en plastique acrylique. Ces derniers temps, cela est devenu prédominant et des puzzles de géométrie extraordinairement décorative ont été conçus. Cela permet d'utiliser la multitude de façons de subdiviser les zones en formes répétitives .
Les ordinateurs aident à la conception de nouveaux puzzles. Un ordinateur permet une recherche exhaustive de solution - avec son aide, un puzzle peut être conçu de manière à avoir le moins de solutions possibles, ou une solution nécessitant le plus d'étapes possibles. La conséquence est que la résolution du puzzle peut être très difficile.
L'utilisation de matériaux transparents permet de créer des puzzles dont les pièces doivent être empilées les unes sur les autres. L'objectif est de créer un motif, une image ou une palette de couleurs spécifique dans la solution. Par exemple, un puzzle se compose de plusieurs disques dans lesquels des sections angulaires de différentes tailles sont de couleurs différentes. Les disques doivent être empilés de manière à créer un cercle de couleur (rouge->bleu->vert->rouge) autour des disques.
puzzles de pyramide
Un puzzle pyramidal se compose de deux pièces ou plus qui s'emboîtent pour créer une pyramide. Les puzzles pyramidaux en deux pièces ne peuvent pas former une pyramide régulière et ne peuvent former qu'une pyramide tétraèdre à 4 faces. La solution consiste à faire face les faces carrées l'une à l'autre et à tordre un montant pour compléter la pyramide tétraédrique à quatre faces. Il existe également des puzzles pyramidaux à quatre pièces.
Démontage
Les puzzles de cette catégorie sont généralement résolus en les ouvrant ou en les divisant en morceaux. Cela inclut les puzzles avec des mécanismes d'ouverture secrets, qui doivent être ouverts par essais et erreurs . De plus, les puzzles constitués de plusieurs pièces métalliques reliées entre elles d'une certaine manière sont également considérés comme faisant partie de cette catégorie.
Les deux puzzles montrés sur la photo sont particulièrement adaptés aux réunions sociales, car ils semblent être très faciles à démonter, mais en réalité, beaucoup de gens ne peuvent pas résoudre ce puzzle. Le problème réside ici dans la forme des pièces de verrouillage - les surfaces de contact sont coniques et ne peuvent donc être retirées que dans un seul sens. Cependant, chaque pièce a deux cônes à pentes opposées s'accouplant avec les deux pièces adjacentes de sorte que la pièce ne peut pas être retirée dans l'une ou l'autre direction.
Les boîtes appelées boîtes à secrets ou boîtes à puzzle avec des mécanismes d'ouverture secrète, extrêmement populaires au Japon, sont incluses dans cette catégorie. Ces coffrets contiennent des mécanismes d'ouverture plus ou moins complexes, généralement invisibles, qui laissent apparaître un petit espace creux à l'ouverture. Il existe une grande variété de mécanismes d'ouverture, tels que des panneaux à peine visibles qui doivent être déplacés, des mécanismes d'inclinaison, des verrous magnétiques, des goupilles mobiles qui doivent être tournées dans une certaine position vers le haut et même des verrous horaires dans lesquels un objet doit être maintenu dans une position donnée jusqu'à ce qu'un liquide ait rempli un certain récipient.
Interverrouillage
Dans un puzzle imbriqué, une ou plusieurs pièces maintiennent le reste ensemble, ou les pièces se soutiennent mutuellement. Le but est de démonter complètement puis de remonter le puzzle. Le montage et le démontage peuvent être difficiles - contrairement aux puzzles d'assemblage, ces puzzles ne se désagrègent généralement pas facilement. Le niveau de difficulté est généralement évalué en fonction du nombre de mouvements nécessaires pour retirer la première pièce du puzzle initial. Les puzzles ultérieurs ont introduit des éléments de rotation.
L'histoire connue de ces puzzles remonte au début du XVIIIe siècle. En 1803, un catalogue de "Bastelmeier" contenait deux puzzles de ce type. Le livre de puzzles du professeur Hoffman mentionné ci-dessus contenait également deux puzzles imbriqués.
Au début du 19ème siècle, les Japonais ont conquis le marché de ces puzzles. Ils ont développé une multitude de jeux sous toutes sortes de formes différentes – animaux, maisons et autres objets – alors que le développement dans le monde occidental tournait principalement autour des formes géométriques.
Avec l'aide des ordinateurs, il est devenu possible d'analyser des ensembles complets de jeux joués. Ce processus a été initié par Bill Cutler avec son analyse de tous les nœuds de bois chinois. D'octobre 1987 à août 1990, l'ensemble des 35 657 131 235 variations différentes a été analysé par ordinateur. Avec des formes différentes de la croix chinoise, le niveau de difficulté atteignait des niveaux allant jusqu'à 100 mouvements pour la première pièce à retirer, une échelle que les humains auraient du mal à saisir. Le point culminant de ce développement est un puzzle dans lequel l'ajout de quelques pièces double le nombre de coups. Avant la publication en 2003 du RD Design Project par Owen, Charnley et Strickland, les puzzles sans angles droits ne pouvaient pas être analysés efficacement par les ordinateurs.
Stewart Coffin crée des puzzles basés sur le dodécaèdre rhombique depuis les années 1960. Ceux-ci utilisaient des bandes à six ou trois bords. Ces types de puzzles ont souvent des composants extrêmement irréguliers, qui ne s'assemblent de manière régulière qu'à la dernière étape. De plus, les angles de 60° permettent des conceptions dans lesquelles plusieurs objets doivent être déplacés en même temps. Le puzzle "Rosebud" en est un excellent exemple : dans ce puzzle, 6 pièces doivent être déplacées d'une position extrême, dans laquelle elles ne se touchent que par les coins, jusqu'au centre de l'objet terminé.
Démêlage
Pour des puzzles de ce genre, le but est de démêler une boucle de métal ou de ficelle d'un objet. La topologie joue un rôle important dans ces puzzles. L'image montre une version du puzzle derringer. Bien que simple en apparence, il est assez difficile - la plupart des sites de puzzle le classent parmi leurs puzzles les plus difficiles.
Les Vexiers sont un autre type de puzzle de démêlage - deux ou plusieurs fils métalliques, qui ont été entrelacés, doivent être démêlés. Eux aussi se sont répandus avec l'engouement général pour les puzzles à la fin du XIXe siècle. Un grand nombre des Vexiers encore disponibles aujourd'hui sont issus de cette période.
Les soi-disant puzzles à anneaux, dont les anneaux chinois font partie, sont un type différent de Vexier. Dans ces puzzles, une longue boucle de fil doit être détachée d'un maillage d'anneaux et de fils. Le nombre d'étapes requises pour une solution a souvent une relation exponentielle avec le nombre de boucles dans le puzzle. Le type commun, qui relie les anneaux à une barre avec des cordes (ou des équivalents métalliques en vrac) a un modèle de mouvement identique au code binaire Gray, dans lequel un seul bit change d'un mot de code par rapport à son voisin immédiat.
Un puzzle remarquable, connu sous le nom d'anneaux chinois, anneaux de Cardan, Baguenaudier ou puzzle de la Renaissance a été mentionné vers 1500 comme Problème 107 du manuscrit De Viribus Quantitatis de Luca Pacioli . Le puzzle est à nouveau évoqué par Girolamo Cardano dans l'édition 1550 de son livre De subtililate . Bien que le puzzle soit un puzzle de type démêlage, il possède également des attributs de puzzle mécanique, et la solution peut être dérivée comme une procédure mathématique binaire.
Les bagues chinoises sont associées au conte qu'au Moyen Âge , les chevaliers les offraient en cadeau à leurs épouses, afin qu'en leur absence, ils puissent occuper leur temps. Les puzzles de taverne , en acier, sont basés sur des exercices de forgeage qui ont permis aux apprentis forgerons de s'entraîner.
Niels Bohr a utilisé des puzzles de démêlage appelés Tangloïdes pour démontrer les propriétés du spin à ses élèves.
Plier
Le but dans ce genre particulier de puzzles est de plier un morceau de papier imprimé de manière à obtenir une image cible. En principe, Rubik's Magic pourrait être compté dans cette catégorie. Un meilleur exemple est montré dans l'image. La tâche consiste à plier le morceau de papier carré de sorte que les quatre carrés avec les chiffres se trouvent les uns à côté des autres sans aucun espace et forment un carré.
Un autre casse-tête pliable est le pliage des prospectus et des plans de la ville. Malgré la direction de pliage souvent visible aux points de pliage, il peut être extrêmement difficile de remettre le papier dans la forme avec laquelle il est venu à l'origine. La raison pour laquelle ces cartes sont difficiles à restaurer dans leur état d'origine est que les plis sont conçus pour une machine à plier le papier, dans laquelle les plis optimaux ne sont pas du genre qu'une personne moyenne essaierait d'utiliser.
Fermer à clé
Ces puzzles, également appelés cadenas , sont des cadenas (souvent des cadenas ) qui possèdent un mécanisme de verrouillage inhabituel. Le but est d'ouvrir la serrure. Si on vous donne une clé, elle n'ouvrira pas la serrure de la manière conventionnelle. Pour certaines serrures, il peut alors être plus difficile de rétablir la situation d'origine.
Navires trompeurs
Ce sont des navires "avec une torsion". Le but est de boire ou de verser dans un récipient sans renverser de liquide. Les conteneurs de puzzle sont une ancienne forme de jeu. Les Grecs et les Phéniciens fabriquaient des récipients qui devaient être remplis par une ouverture au fond. Au IXe siècle, un certain nombre de récipients différents ont été décrits en détail dans un livre turc . Au 18ème siècle, les Chinois produisaient également ce genre de récipients à boire.
Un exemple est le pichet puzzle : le col du récipient comporte de nombreux trous qui permettent de verser du liquide dans le récipient, mais pas hors de celui-ci. Caché à l'œil du casse-tête, il y a un petit conduit tubulaire tout au long de la poignée et le long du bord supérieur du récipient jusqu'à la buse. Si l'on bouche alors l'ouverture à l'extrémité supérieure de la poignée avec un doigt, il est possible de boire le liquide du récipient en aspirant sur l'embout.
D'autres exemples incluent la tasse de farce et la couronne de pot .
Objets impossibles
Les objets impossibles sont des objets qui à première vue ne semblent pas possibles. L'objet impossible le plus connu est le bateau dans une bouteille . Le but est de découvrir comment ces objets sont fabriqués. Un autre puzzle bien connu est celui constitué d'un cube composé de deux pièces imbriquées en quatre endroits par des liens apparemment inséparables. Les solutions à ces problèmes se trouvent à différents endroits. Il y a toutes sortes d'objets qui correspondent à cette description – des « bouteilles impossibles » qui contiennent des objets beaucoup trop gros, des pièces de monnaie japonaises trouées avec des flèches en bois et des anneaux à travers elles, des sphères en bois dans un cadre en bois avec des ouvertures beaucoup trop petites et bien d'autres.
La pomme et la flèche sur la photo sont faites d'un seul morceau de bois chacune. Le trou est en effet trop petit pour y passer la flèche et il n'y a aucun signe de collage.
Dextérité
Les jeux répertoriés dans cette catégorie ne sont pas à proprement parler des puzzles en tant que tels, car la dextérité et l'endurance sont ici plus importantes. Souvent, le but est d'incliner une boîte munie d'un couvercle transparent de la bonne façon pour faire tomber une ou plusieurs petites billes dans des trous.
Mouvement séquentiel
Les puzzles de cette catégorie nécessitent une manipulation répétée du puzzle pour que le puzzle atteigne une certaine condition cible. Les puzzles bien connus de ce genre sont le Rubik's Cube et la Tour de Hanoï . Cette catégorie comprend également les puzzles dans lesquels une ou plusieurs pièces doivent être glissées dans la bonne position, dont le N-puzzle est le plus connu. Rush Hour ou Sokoban sont d'autres exemples.
Le Rubik's Cube a provoqué un boom sans précédent de cette catégorie. Un grand nombre de variantes ont été produites. Des cubes de dimensions de 2×2×2 à 33×33×33 ont été réalisés, ainsi que de nombreuses autres formes géométriques telles que tétraédrique et dodécaédrique . Avec une orientation variable de l'axe de rotation, une variété de puzzles avec la même forme de base peuvent être créés. De plus, on peut obtenir d'autres puzzles cubiques en supprimant une couche d'un cube. Ces puzzles cubiques prennent des formes irrégulières lorsqu'ils sont manipulés.
La photo montre un autre exemple moins connu de ce genre de puzzle. C'est juste assez facile pour qu'il puisse toujours être résolu avec un peu d'essais et d'erreurs, et quelques notes, contrairement au Rubik's Cube qui est trop difficile à résoudre par essai.
Mécanique simulée
Alors que de nombreux jeux informatiques et puzzles informatiques simulent des puzzles mécaniques, ces puzzles mécaniques simulés ne sont généralement pas strictement classés comme des puzzles mécaniques.
Autres puzzles mécaniques notables
- Puzzle Anneau Chinois : Manipulation de l'anneau de fer récursif (ancien)
- Nintendo Ten Billion Barrel : manipuler les parties mécaniquement connectées d'un tonneau
- Hérisson dans la cage : puzzle mécanique populaire en République tchèque
Voir également
- Cube de chahut
- Miguel Ortiz Berrocal - a produit de nombreuses sculptures de puzzle figuratives et abstraites
- Bague puzzle
Les références
| Fait partie d'une série sur |
| énigmes |
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- Puzzles Old & New, par le professeur Hoffmann, 1893
- Puzzles Old and New, par Jerry Slocum & Jack Botermans, 1986
- Nouveau livre de puzzles, par Jerry Slocum & Jack Botermans, 1992
- Puzzles ingénieux et diaboliques, par Jerry Slocum & Jack Botermans, 1994
- Le livre Tangram, de Jerry Slocum, 2003
- Le puzzle 15, par Jerry Slocum & Dic Sonneveld, 2006
Cet article s'inspire fortement de l' article correspondant de la Wikipédia allemande .