20 марта 2019 г. | Автор: Екатерина Шапран
Четыре клетки, семь фигур: Как придумали тетрис

Они состоят из клеток, но биология их не изучает. Они всё время падают, но законы физики здесь ни при чём. Их соединения неинтересны химикам, а то, куда они бесследно исчезают, не обсуждают ни философы, ни криминалисты. А вот играют с ними миллионы и миллионы — это же фигурки из тетриса!

Эта статья была опубликована в журнале OYLA №8(36). Оформить подписку на печатную и онлайн-версию можно здесь.

​Лежать, не падать!

История тетриса началась задолго до компьютеров и первых игровых консолей. В конце концов, разве нужна вычислительная техника, чтобы укладывать в ряды фигурки из квадратиков? Тут достаточно ручки и листка бумаги.

Первая логическая задача с использованием подобных фигур была опубликована ещё в 1907 году в сборнике «Кентерберийские головоломки», но своё название игра получила только спустя полсотни лет. Полимино — так окрестил эти фигуры Соломон Голомб, американский математик, любивший на досуге придумывать загадки и ребусы.

Откуда такое название? Приставка «поли», как известно, в переводе с греческого означает «много», а вторая часть слова не зря созвучна с «домино» — костяшки этой игры тоже состоят из одинаковых квадратов, но только двух. Фигуры из трёх квадратов — это тримино, из четырёх — тетрамино, из пяти — пентамино и т. д.

Для решения задач зачастую требовалась шахматная доска — набор полимино нужно было разместить так, чтобы фигуры не накладывались друг на друга или даже не соприкасались. Можно было играть вдвоём: соперники по очереди выкладывали на поле фигуры, стремясь не оставить другому место для хода. Наборы полимино из дерева и пластика продавались в магазинах игрушек, но их можно было сделать самим, подогнав размеры клеток под свою шахматную доску.

Задачи полимино печатались в шахматных разделах газет по всему миру, а в советском журнале «Наука и жизнь» была отдельная рубрика, посвящённая пятиклеточным фигурам. OYLA отдаёт дань традициям и предлагает вам решить задачи Соломона Голомба.

Задача 1

На шахматной доске вырезаны две противоположные угловые клетки. Можно ли покрыть доску фигурами домино так, чтобы не осталось свободного места и не было наложений? Эту задачу можно решить в уме, не используя доску и домино.

Задача 2

Начертите наименьшую фигуру, в которой может уместиться любое пентамино. Она должна состоять из примыкающих друг к другу клеток. У этой задачи есть два решения!

Можете вырезать фигурки из бумаги по нашей схеме, ну а если уверены в себе, попробуйте решить задачу в уме.

Ответы
​Стакан в Паскале

Вернёмся к тетрису. Пентамино, популяризированные американским математиком, стали известны даже на другой стороне земного шара — в Советском Союзе. Вот программисту Алексею Пажитнову и пришла идея: почему бы не оцифровать знаменитые фигуры и не заставить игрока собирать их в режиме реального времени?

Сказано — сделано. Правда, мощностей компьютера, с которым работал Пажитнов, не хватало на обработку пентамино, и программисту пришлось убрать из фигур по одному квадрату. Так в 1984 году появился « Тетрис» — Алексей сложил слова «тетрамино» и «теннис».

Компьютер, на котором Пажитнов создал игру, был собран в советской Академии наук на базе ЭВМ «Электроника-60». У него даже не было монитора — лишь небольшой дисплей, неспособный воспроизводить что-то, кроме букв и цифр. Зато оперативная память по тем временам была просто зверская — 512 килобайт!

Осторожно! Известно ­состояние, называемое ­эффектом или синдромом тетриса. Оно зас­тавляет человека оценивать объекты реального мира как ­фигуры игры или видеть их во сне. Такое происходит, если долго сидеть за головоломкой.

У первой версии игры даже не было графики — роль квадратов выполняли открывающие и закрывающие скобки: [ ] [ ] [ ] [ ]. Тетрис был написан на языке Паскаль и выглядел довольно неказисто, но тем не менее произвёл настоящий фурор. Программу с фигурами в виртуальном стакане с вожделением копировали на дискеты и передавали друзьям. Через год появились первые PC, и Пажитнов с коллегами портировали игру на персоналку — невзрачный тетрис стал цветным и обзавёлся таблицей рекордов. Правда, на прокачку ушло много месяцев: игрой занимались время от времени, в перерывах между работой.

Права на тетрис принадлежали Вычислительному центру Академики наук СССР; Алексей сам составил в 1986 году заявление об их передаче сроком на десять лет. Простая формальность: никто и подумать не мог, что какая-то головоломка будет в ходу дольше нескольких месяцев.

​На кону миллиарды

В 1986 году копия тетриса попала в Будапешт (сотрудники местного института ездили в Союз обмениваться опытом), где её заметил британец Роберт Штайн, владелец небольшой компании по продаже софта. Разглядев золотую жилу, он тут же попытался связаться с Пажитновым насчёт передачи прав, но железный занавес здорово замедлил переговоры. Штайну так не терпелось начать торговлю, что он заключил контракт с компанией Spectrum Holobyte ещё до того, как смог попасть в СССР, то есть просто «спиратил» игру. Но вот невезение! В Союзе его встретили холодно и прав не дали.

А тем временем Spectrum Holobyte уже вовсю продавала русскую диковинку, заполировав её 8‑битной версией народной песни «Коробейники» в качестве саундтрека, — Штайн ведь не сказал, что права на игру липовые! Ажиотаж привлёк корпорацию Atari, и Spectrum Holobyte не раздумывая поделилась с ней аркадной версией тетриса, а пиратская копия головоломки из-за всеобщего незнания начала выпускаться по всему свету.

На одной из игровых выставок с модной новинкой ознакомился представитель Nintendo — ещё одной крупной компании на рынке видеоигр и по совместительству главного врага Atari. Наблюдать за тем, как процветает конкурент, Nintendo не могла — и начала копать компромат. В итоге вскрылось всё: и Штайн, и липовые права, и даже Пажитнов, который был не в курсе происходящего. Представители всех трёх компаний съехались в Москву.

Споры о тетрисе чуть не вызвали политический скандал: владелец Spectrum Holobyte, недовольный полученной долей, обещал лично сообщить обо всём Горбачёву. К счастью для советских переговорщиков, события происходили во время перестройки, и у правительства СССР были другие заботы, так что ничьи головы не полетели. Прошёл суд — Atari была вынуждена отозвать из продажи свои картриджи, а Nintendo выпустила портативную консоль Gameboy в комплекте с первым лицензионным тетрисом.

А что Пажитнов? Он практически не имел отношения к игре до 1996 года, когда истёк срок его заявления о передаче прав. Только спустя десять лет создатель мегахита получил за него первую выплату.

Головоломка, диковинка из Союза, причина судебных разбирательств, самая продаваемая видеоигра — тетрис прошёл долгий путь. Окажите уважение и проведите десять минут в виртуальном стакане с кубиками, как это делали до вас миллионы.

Ответы на задачи

1. Сперва выясним, как домино могут располагаться на доске: каждая фигура занимает одну чёрную и одну белую клетку. Противоположные углы шахматной доски одного цвета, значит, количество чёрных полей на повреждённой доске не равно количеству белых. Покрыть доску домино так, как этого требовали условия, невозможно.

2. Минимальные области, в которые можно поместить любое из 12 пентамино: