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发布时间:2024-07-01 03:50

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1历史
魔方发明者鲁比克·艾尔内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,比鲁比克教授的魔方早两年。
鲁比克·艾尔内是匈牙利的建筑学和雕塑学教授,为了帮助学生们认识空间立方体的组成和结构,所以他自己动手做出了第一个魔方的雏形来,其灵感是来自于多瑙河中的沙砾。
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。
1979年九月,Ideal Toys公司将魔方带至全世界,并于1980年一、二月在伦敦、巴黎和美国的国际玩具博览会亮相。
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。
2变化
三阶魔方(10)三阶魔方的变化总数为:
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(),也可以旋转(
),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(),也可以翻转(
),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:
3还原方法
三阶魔方有很多种还原方法,其中“层先法”是最适合初学者掌握的方法。[1]
一个三阶魔方,“从上到下”可以理解为“顶层”、“中层”、“底层”,所谓“层先法”就是逐层还原。
三阶魔方“层先法”还原,分为以下六个阶段:
第一阶段:对顶层十字,还原顶层棱块。
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。
4辛马斯特标记
辛马斯特标记总表(三阶魔方)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°)。
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:M(Middle)与U、F、L合用,指代各中层;C(Complete)与U、F、L合用,指代魔方整体以某层的形式旋转。
- 例如:MU,以顶面视角,将中间层顺时针旋转90°。从正面视角来看,即上数第二层“向左”转90°。
- 例如:CF,以正面视角,将魔方整体顺时针旋转90°。即魔方整体沿竖直面“向右”转90°。[2]
5配色
标准配色其实魔方并不只有一种配色,现在所流行的是官方版本,事实上也还有其他版本的配色 (非官方标准六色的方块不在以下讨论范围中)。
6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。
7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。
8V-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。
9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。
10相关纪录
11速拧
成绩 | 选手 | 国家 | 比赛 | ||
---|---|---|---|---|---|
世界纪录 | 单次 | 3.47s | 杜宇生 | 中国 | 2018WCA芜湖魔方公开赛 |
平均 | 5.80s | Feliks Zemdegs | 澳大利亚 | Malaysia Cube Open 2017 | |
中国纪录 | 单次 | 3.47s | 杜宇生 | 中国 | 2018WCA芜湖魔方公开赛 |
平均 | 6.55s | 徐子博 | 中国 | 2018WCA武汉理工大学公开赛 |
12盲拧
成绩 | 选手 | 国家 | 比赛 | |||
世界纪录 | 单次 | 16.55s | Max Hilliard | 美国 | Puget Sound N*N*N 2018 | |
平均 | 20.29s | Max Hilliard | 美国 | PBQ Berkeley 2018 | ||
中国纪录 | 单次 | 18.50s | 林恺俊 | 中国 | 2016WCA上海“凛冬将至”赛 | |
平均 | 22.92s | 林恺俊 | 中国 | 2017WCA内蒙古夏季赛 |
13单拧
世界纪录 | 单次 | 6.88s | Feliks Zemdegs | 澳大利亚 | Canberra Autumn 2015 |
平均 | 9.42s | Max Park | 美国 | Berkeley Summer 2018 | |
中国纪录 | 单次 | 8.27s | 杨海鑫 | 中国 | 2015WCA成都魔方公开赛 |
平均 | 11.51s | 陈霖 | 中国 | 2017WCA上海春季魔方赛 |
14最小步数解
世界纪录 | 17 | Harry Savage | 英国 | The Great British Blind Off 2019 | |
19 | Marcels Peters | 德国 | Cubelonia 2016 | ||
19 | Vladislav Ushakov | 白俄罗斯 | PSU Open 2016 | ||
19 | 董百强 | 中国 | 2018WCA北京公开赛 | ||
中国纪录 | 19 | 董百强 | 中国 | 2018WCA北京公开赛 |
15连续盲拧
三阶连续盲拧 | 世界纪录 | 48/48 | Shivam Bansal | 印度 | Delhi Monsoon Open 2018 | |
中国纪录 | 30/30 54:11 | 林恺俊 | 中国 | Quiet Anhui University 2016 |