魔方
在中国
台湾省
称为魔术方块,在中国
香港特别行政区
称为
扭计骰
,在国外称为Rubik's Cube(鲁比克方块)。由
匈牙利
建筑学
教授暨
雕塑家
厄尔诺·鲁比克
于1974年发明的机械
益智玩具
,最初的名称叫Magic Cube,1980年Ideal Toys公司于贩售此玩具,并将名称改为Rubik's Cube。
三阶魔方单次世界纪录是由
美国选手Max Park 2023年6月新创造的3.13秒
[6]
,平均世界纪录是由
中国选手王艺衡保持的4.69秒
[6]
。
- 中文名
- 三阶魔方
- 外文名
- Rubik's Cube
- 发明者
- 厄尔诺·鲁比克
- 发明时间
- 1974年
- 总变化数
- 4.325×10^19
- 世界纪录
- 3.13秒(单次)4.48秒(平均) [7]
- 亚洲纪录
- 3.47秒(单次)4.48秒(平均) [8]
- 中国纪录
- 3.47秒(单次)4.48秒(平均) [9]
历史沿革
1970年三月,Larry Nichols发明了“Puzzle with Pieces Rotatable in Groups”,并申请了
加拿大
专利,是个2×2×2的魔方,但是每个方块之间是用
磁铁
互相吸在一起。1972年获得
美国
专利,比
厄尔诺·鲁比克
教授的魔方早两年。
1974年,鲁比克教授发明了第一个魔方(当时称作Magic Cube),并在1975年获得匈牙利专利号HU170062,但没有申请国际专利。第一批魔方于1977年在
布达佩斯
的玩具店贩售。与Nichols的魔方不同,鲁比克教授的零件是像卡榫一般互相咬合在一起,不容易因为外力而分开,而且可以以任何材质制作。
展出之后,Ideal Toys公司将魔方的名称改为Rubik's Cube,1980年五月,第一批魔方在匈牙利出口。
魔方广为大众喜爱是在1980年代。从1980年到1982年,总共售出了将近200万个魔方。1981年,一个来自
英国
的小男孩,派翠克·波塞特(Patrick Bossert)写了一本名叫《你也能够复原魔方》(ISBN 978-0-14-031483-0)的书,总共售出了将近150万本。据估计,1980年代中期,全世界有五分之一的人在玩魔方。
变化趋势
三阶魔方
(10张)
三阶魔方总变化数的算式是这样得来:
8个角块可以互换位置(8!),也可以旋转(3),但不能单独翻转一个角块,所以总共有
种变化状态。
12个边块可以互换位置(12!),也可以翻转(2),但不能单独翻转一个边块(也就是将其两个面对调),也不能单独交换两边块的位置,所以总共有
种变化状态。
也就是说,拆散魔方再随意组合,有11/12的概率无法恢复原状。(角块或边块被单独翻转)
对于一个拆散又再随意组合的魔方,总变化数则是:
某些魔方在各个面的图案具有方向性,考虑到6个中心块各有4种朝向,但不能仅仅将一个中心块旋转90度,这时总变化数目还要再乘以
。此时结果为:
还原方法
第二阶段:还原顶层角块。
第三阶段:还原中层棱块。
第四阶段:对底层十字,还原底层棱块。
第五阶段:翻转底层角块,对齐底层颜色。(为便于理解,此处将魔方翻转过来。)
第六阶段:调整底层角块位置,还原完成。
初学者学习的层先法通常为第二种,分为以下七个阶段:
第一阶段:复原白色底面十字
第二阶段:完全复原白色底面
第三阶段:复原魔方中层4个棱块
第四阶段:构筑顶面黄色十字
第五阶段:构筑顶面黄色全面
第六阶段:调整顶面角块位置
第七阶段:调整顶面棱块位置,复原魔方
记录方法
辛马斯特标记
(Singmaster notation),是一种
魔方
转动的记录方法,由英国原
伦敦南岸大学
数学教授大卫·辛马斯特(David Breyer Singmaster)于1978年12月发明。辛马斯特标记已成为通用标准,通常被俗称为“魔方公式符号”。
辛马斯特标记,由“各层代号”、“旋转方向”两部分组成。
-
-
各层代号:魔方各层以英文首字母指代。R(Right)、L(Left)、U(Up)、D(Down)、F(Front)、B(Back)分别指代右、左、顶(上)、底(下)、正(前)、背(后)层。
-
旋转方向:顺时针旋转90°,直接写各层代号;逆时针旋转90°,在各层代号后缀【'】或【i】;旋转180°,在各层代号后缀【2】或【2‘】(默认顺时针方向旋转180°);旋转两层,则用小写各层代号或在后面加上【w】。
完整的辛马斯特标记可以理解为【以面向指代层的视角,按方向进行旋转】。
-
-
例如:R,以面向右面视角,将右面顺时针旋转90°。从正面视角来看,即右面“向上”转90°。
-
又例如:D,以面向底面视角,将底面顺时针旋转90°。从正面视角来看,即右面“向右”转90°。
-
又例如:B',以面向背面视角,将背面逆时针旋转90°。从正面视角来看,即背面“向右”转90°。
除此之外,若要记录更加详细的魔方转动,还会用到:E(Equator),M(Middle),S(Standing),指代各中层;x,y,z(三维的直系数坐标)与U、F、L合用,指代魔方整体旋转。
-
-
例如:M,以正常视角,将中间层(LR)顺时针旋转90°。从正面视角来看,即左数第二层“向上”转90°。
-
例如:x,以正面视角,将魔方整体以R方向顺时针旋转90°。即魔方整体沿竖直面“向上”转90°。 [3-4]
主要配色
日本配色
日本配色是鲁比克教授最初研发出魔方时的配色,分别为白色、红色、橘色、黄色、绿色、蓝色,其中白蓝相对、红橘相对、黄绿相对,且蓝、橘、黄三色以逆时针排列。
在魔方传至全世界后,鲁比克公司听取色彩研究者的意见,将配色做了更改,但日本则维持原来的配色。
官方配色
鲁比克公司听取色彩研究者的意见,将相对两面的颜色安排为相同色系,也就是白黄相对、红橘相对、蓝绿相对,且蓝、橘、黄三色以顺时钟排列。即为上黄下白,前蓝后绿,左橙右红的国际标准配色。
V-Cube公司
V-Cube公司的配色与鲁比克公司的配色相似,只是将白色换成黑色,即黑黄相对、红橘相对、蓝绿相对,且蓝、橘、黄三色以顺时钟排列。
其他配色
粉色配色,桃色(品红色),青色(天蓝色),紫色,灰色来代替原本六色中的颜色。
韩国配色在韩国的比赛中,一般采用黑黄,蓝绿,红橙的配色标准。
相关纪录
|
成绩
|
选手
|
国家
|
比赛
|
|||
|
世界纪录
|
单次
|
14.51s
|
Tommy Cherry
|
美国
|
Southeast Championship 2022
|
|
|
平均
|
15.24s
|
Tommy Cherry
|
美国
|
Florida Fall 2021
|
||
|
中国纪录
|
单次
|
17.52s
|
中国
|
2019WCA菲侓宾锦标赛
|
||
|
平均
|
16.99s
|
王奕帆
|
中国
|
2023WCA新加坡锦标赛
|
||
|
世界纪录
|
单次
|
6.20s
|
Max Park
|
美国
|
Marshall Middle Slice 2022
|
|
平均
|
8.65s
|
Patrick Ponce
|
美国
|
Stevenage Spring 2022
|
|
|
中国纪录
|
单次
|
6.90s
|
许瑞航
|
中国
|
2021WCA武汉魔方公开赛
|
|
平均
|
9.94s
|
许瑞航
|
中国
|
2021WCA北京春季赛下
|
|
世界纪录
|
16
|
Sebastiano Tronto
|
意大利
|
2019世界最少步联赛
|
|
|
中国纪录
|
17
|
刘伊玮
|
中国
|
2021WCA天津夏至未至魔方赛
|
|
|
三阶连续盲拧
|
世界纪录
|
62/65 57:47
|
Graham Siggins
|
美国
|
Blind Is Back LA 2022
|
|
|
中国纪录
|
47/49 58:05
|
陈裕铖
|
中国
|
2019WCA深圳三阶魔方赛
|
||