機械智力玩具

機械智力玩具（Mechanical puzzle）也稱為實體智力玩具，是一種由一些互相連接或是可組合的元件所組成的智力玩具，其玩法是要移動、旋轉或是組合元件，達到最終的狀態。這類益智玩具早在公元前三世紀就已出現，現今最出名的是1974年由匈牙利建築師魯比克·艾爾諾發明的魔方。機械智力玩具一般是設計給單人玩，其目的是讓玩家發現智力玩具中的規則，依規則將智力玩具調整正確的位置，而不是用嘗試錯誤法，恰巧將智力玩具調整正確的位置。機械智力玩具也常用在智力測驗或是解決問題的訓練中。

種類[編輯]

組合型智力玩具[編輯]

這個分類中的智力玩具一開始是分開來的元件，目的是要組合成特定的外形。像皮亞特·海恩製作的索馬立方、所羅門·格倫布的五格骨牌拼圖、以及Anker-puzzles都是著名的智力玩具，而包括七巧板在內的拼圖智力玩具（英語：tiling puzzle）也屬於這一類。有些問題是將有一定數量的元件放在（看起來似乎太小）的箱子裡，也是屬於這類的分類。

Hoffman包裝智力玩具（英語：Hoffman's packing puzzle）就是這類智力玩具的例子，其目的是要將27塊長度為 $A,B,C$ 的長方體放在長度為 $A+B+C$ 的箱子裡，需符合以下的條件：

$A,B,C$ 均不相等
$A,B,C$ 中的最小值需大於 $(A+B+C)/4$

其中一個可能組合是 $A=18,B=20,C=22$ ，箱子大小是60×60×60。

現今的工具（例如雷射切割）可以製作複雜二維的木頭或是壓克力智力玩具。近來來這也成為主流，也已有許多人設計的非凡裝飾性幾何形狀的拼圖。

電腦也可以用來製作新的智力玩具。電腦也可以用來針對問題的窮舉搜尋，可以設法設計智力玩具，使其有最少的解，或是有最多步數的解。因此會讓智力玩具的求解變得異常困難。

分解型智力玩具[編輯]

這類的智力玩具的玩法是需將智力玩具打開或是分解為各元件。其中包括了有隱藏開啟機構，需用試誤法開啟的智力玩具。有一種智力玩具是以用特定方式組合的數個金屬元件，要設法將其打開，也是屬於這類的智力玩具。

圖中的二個智力玩具是社交聚會中好用的道具，看起來很容易打開，但其實很多人是無法解開的。問題主要是在互鎖件的形狀，配合的表面是有錐度的，因此只能以一個方向取出。但每一個元件都有二個傾斜方向相反的錐度，和相鄰件組合，因此不論以哪一個方向都無法移除該元件。

秘密盒是有隱藏開啟機構的盒子，在日本特別流行，也屬於分解型智力玩具。這類的盒子一般包括了多少有些複雜性，從外面無法看出的開啟機構，在開啟時會露出內部的一個小空間。開啟機構有很多種，包括幾乎看不到，需要移動的鑲板，傾斜機構、磁力鎖，需要將特定面朝上才能打開的移動插銷，甚至有些是計時鎖（英語：time lock），需將盒子以一定角度維持一段時間，等液體充滿其中特定容器時才能打開。

Combination puzzle[編輯]

這類智力玩具需要多次的操作（移動或是旋轉智力玩具），讓智力玩具達到要求的特定狀態。其中最著名的有魔方以及河內塔。這類智力玩具也包括了滑塊類遊戲，需移動滑塊到正確的位置，其中著名的有數字推盤遊戲、華容道及塞車時間。倉庫番是類似概念的電子遊戲。

魔方造成這類遊戲的大爆發，也出現了許多的變體。包括不同階數的魔方，從二階魔術方塊到33階魔術方塊都有，也有其他的幾何圖案，例如正四面體及正十二面體。也有魔方是將原來立方體魔方的某一層移除，或是在轉動過程可能會是不規則中的形狀。

這類遊戲中有些比較簡單，可以用試誤法找到答案。有些（像三階魔方）比較困難，需要知道其原理，才能依原理求解。

其中著名的機械智力玩具[編輯]

九連環，中國古代的機械智力玩具。
Nintendo Tumbler Puzzle（英語：Nintendo Tumbler Puzzle）：任天堂出的機械智力玩具。
Hedgehog in the Cage（英語：Hedgehog in the Cage）：捷克流行的機械智力玩具。

參考資料[編輯]

延伸閱讀[編輯]

Puzzles Old & New, by Professor Hoffmann, 1893
Puzzles Old and New, by Jerry Slocum & Jack Botermans, 1986
New Book of Puzzles, by Jerry Slocum & Jack Botermans, 1992
Ingenious & Diabolical Puzzles, by Jerry Slocum & Jack Botermans, 1994
The Tangram Book, by Jerry Slocum, 2003
The 15 Puzzle, by Jerry Slocum & Dic Sonneveld, 2006