Загадку, которую мы вынесли в заголовок, можно отгадать без подсказок: ее в качестве одного из примеров логических задач приводит Алекс Беллос, автор книги «Капуста, неверные мужья и зебра. Загадки и головоломки для развития критического мышления» (вышла в издательстве «МИФ»). А вот более сложные загадки из нее же — с объяснениями автора.

1. Волк, коза и капуста

Человек приходит на берег реки с волком, козой и несколькими кочанами капусты. Ему нужно переправиться через реку, но в единственной имеющейся лодке одновременно может поместиться только он сам и что-то одно из того, что у него есть. Оставить волка с козой или козу с капустой нельзя, поскольку в обоих случаях что-то будет съедено. Как человеку перебраться на другой берег реки за минимальное количество переправ?

Эта головоломка замечательна по двум причинам. Во-первых, ситуация довольно комична. Вы все утро тащились по грунтовой дороге, отчаянно пытаясь не подпускать волка к козе, а козу — к капусте. А дальше еще хуже: вам предстоит переправиться через реку в небольшой лодке. И все же самым забавным и интересным в этом сценарии я считаю само решение задачи, которое заставляет человека действовать вопреки вашим ожиданиям.

Попытайтесь решить эту головоломку. В одной книге XIII века сказано, что это под силу даже пятилетнему ребенку. Или порассуждайте вместе со мной. Предположим, путешественник находится на левом берегу реки. Изначально у него есть три объекта, из которых он может взять с собой в лодку всего один. Если он возьмет волка, коза останется с капустой и съест ее. Если возьмет капусту, волк съест козу. Методом исключения приходим к выводу, что во время первой переправы через реку путешественник может взять с собой только козу, поскольку волк не ест капусту. Наш герой переправляет козу на правый берег и возвращается за следующим объектом.

Теперь путешественнику предстоит сделать выбор между волком и капустой

Допустим, он решает взять капусту и переправляется через реку в третий раз. Он добрался до правого берега, но не может оставить капусту с козой. Что же ему делать? Он ничего не добьется, вернувшись на левый берег с капустой, поскольку только что ее перевез. Значит, ему придется вернуться с козой. Этот шаг противоречит здравому смыслу: для того чтобы путешественник переправил через реку все свое имущество, ему необходимо перевезти что-то через реку на другой берег, затем обратно, а затем снова на тот же берег.

После четырех переправ на левом берегу находятся волк и коза, и путешественник привязывает козу, в пятый раз отправляясь через реку, на сей раз с волком. Волк, перевезенный на правый берег, по-прежнему не посягает на капусту. Остается совершить последнее путешествие на левый берег, чтобы забрать бородатое жвачное животное, — и наш герой справляется с задачей за семь переправ.

(Существует и второе, эквивалентное решение — во время второй переправы взять с собой волка. Далее действует та же логика, и человек благополучно переправляется на другой берег со всем своим скарбом за семь переправ.)

2. Клуб грязнуль

Альберта и Бернадет дурачились в саду, а затем вошли в дом. Сестры видят лица друг друга, но не свое лицо. Отец, который видит обеих девочек, говорит им, что по меньшей мере у одной из них лицо в грязи, и просит дочек стать спиной к стене.

— Пожалуйста, пусть та из вас, у которой грязное лицо, сделает шаг вперед, — говорит он.

Ничего не происходит.

— Пожалуйста, пусть та из вас, у которой грязное лицо, сделает шаг вперед, — повторяет он. Что произойдет и почему?

При решении подобных головоломок необходимо исходить из того, что все действующие лица, даже непослушные дети, поступают честно и обладают аналитическими способностями на уровне специалиста по логике. Я расскажу вам, как решить эту головоломку. Мы знаем, что хотя бы у одной девочки грязное лицо, поэтому существует три возможных варианта: оно грязное либо у Альберты, либо у Бернадет, либо у обеих девочек одновременно.

Вариант 1. У Альберты лицо в грязи, у Бернадет чистое. (Обратите внимание: это известно нам с вами, но не сестрам. Девочки знают только то, что могут видеть, и, соответственно, могут сделать из этого выводы.) Давайте станем на место Альберты. Допустим, она смотрит на Бернадет и видит чистое лицо сестры. Зная, что у одной из них точно лицо в грязи, Альберта приходит к выводу, что испачкалась она. Затем отец Альберты просит выйти вперед ту дочь, у которой грязное лицо, но девочка не делает этого. Итак, мы можем сделать вывод, что этот вариант неверен, поскольку при условии, что Альберта ведет себя честно, она бы сделала шаг вперед.

Вариант 2. У Бернадет лицо в грязи, у Альберты чистое. Если поменять имена местами, аналогичная логическая аргументация исключает и этот сценарий.

Вариант 3. У обеих девочек лица в грязи. Снова начнем с Альберты. Она смотрит на Бернадет и видит, что у сестры грязное лицо. Ей известно, что одна из них точно испачкалась. Альберта не может сделать никаких выводов о своем лице, так как в обоих случаях (грязное у нее лицо или чистое) утверждение, что «по меньшей мере у одной из сестер лицо в грязи», является истинным. И когда отец просит ту из девочек, у которой грязное лицо, выйти вперед, Альберта не делает этого. Здесь важно понимать, что она не выходит вперед потому, что не знает, есть у нее на лице грязь или нет, а не потому, что считает свое лицо чистым. Аналогичным образом Бернадет видит грязное лицо сестры и приходит к выводу, что не может точно знать, что с ее собственным лицом. Когда отец просит выйти вперед ту дочь, у которой грязное лицо, Бернадет, соответственно, не делает этого. Мы можем быть уверены в том, что этот вариант правильный, поскольку ни одна из девочек не делает ни шагу, когда отец первый раз просит их выйти вперед. Что же произойдет дальше? Лицо Альберты либо грязное, либо нет. Однако она может исключить вероятность того, что у нее чистое лицо, потому что, если бы это было так, Бернадет, которая видит лицо сестры, пришла бы к выводу, что это у нее самой грязное лицо, и сделала бы шаг вперед еще тогда, когда отец попросил об этом в первый раз. Таким образом, Альберта приходит к выводу, что и ее лицо испачкано. По той же причине Бернадет приходит к аналогичному выводу насчет себя, и, когда отец второй раз повторяет свою просьбу, обе делают шаг. В общем, происходит следующее: обе сестры видят испачканные лица друг друга, но не могут получить сведений о чистоте собственных лиц логическим путем. Однако понимание того, что другая сестра не может определить состояние своего лица, дает им новую информацию, позволяющую сделать вывод, что у обеих лица грязные. Отлично!

3. Смит, Джонс и Робинсон

Смит, Джонс и Робинсон — машинист, кочегар и кондуктор поезда (не обязательно в указанном порядке). По случайному стечению обстоятельств в поезде едут три пассажира с такими же фамилиями: господа Джонс, Смит и Робинсон. Господин Робинсон живет в Лидсе. Кондуктор живет на полпути между Лидсом и Шеффилдом. Зарплата господина Джонса составляет 1000 фунтов 2 шиллинга 1 пенс в год. Смит может выиграть у кочегара в бильярд. Ближайший сосед кондуктора (один из пассажиров) зарабатывает ровно втрое больше него. Тезка кондуктора живет в Шеффилде. Как зовут машиниста?

(Я сохранил оригинальную формулировку задачи, в которой используется старая британская денежная единица. Сумма 1000 фунтов 2 шиллинга 1 пенс важна по той причине, что она не делится на три без остатка.) Мне нравится эта головоломка: она предлагает вам стать детективом. При первом прочтении может показаться, что для поиска ответа слишком мало информации. Однако постепенно, соединяя подсказки, вы сможете раскрыть личности персонажей головоломки. Вскоре после публикации в апреле 1930 года задачи о Смите, Джонсе и Робинсоне в лондонском литературном журнале Strand она стала всеобщим увлечением в Великобритании и была напечатана во всех газетах страны. И далее распространилась по всему миру: в 1932 году The New York Times опубликовала статью об этой задаче и представила ее американизированную версию, в которой место Лидса и Шеффилда заняли Детройт и Чикаго.

Проще всего решить эту головоломку с помощью двух таблиц. Я покажу вам как

Нам необходимо определить, кто из троих персонажей (Смит, Джонс и Робинсон) машинист, кто кочегар и кто кондуктор. Для этого, как показано в левой части рисунка, начертите одну таблицу с именами работников и названиями их профессий. В задаче также фигурируют три пассажира и три места, поэтому нарисуйте вторую таблицу, показанную в правой части рисунка, в которой записаны господа Смит, Джонс и Робинсон, а также Лидс, Шеффилд и место, расположенное на полпути между этими двумя городами.

Первый фрагмент достоверной информации — тот факт, что господин Робинсон живет в Лидсе, поэтому мы можем отметить галочкой ячейку на пересечении строки «Господин Робинсон» и столбца «Лидс» и поставить крестики в ячейках, которые говорят о том, что господин Робинсон живет в других местах или что в Лидсе живет кто-то другой. Чтобы заполнить остальные ячейки, необходимо свести воедино оставшиеся подсказки. Например, ближайший сосед кондуктора (один из пассажиров) зарабатывает в три раза больше него. Следовательно, мы можем исключить господина Джонса в качестве ближайшего соседа кондуктора, поскольку его заработная плата не делится на три. Дальнейшее расследование проведите самостоятельно.