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【魔方教程】酷比魔方基础,学习魔方还原公式之前先看看

最新发布:2018-08-23 11:08:35

在正式开始学习魔方复原前,先掌握一些魔方的基础知识,会有利于后面的学习。

魔方是匈牙利建筑学教授和雕塑家厄尔诺.鲁比克于 1974 年发明的机械益智玩具,因此它的英文名便称为 Rubik's Cube。他发现 26 个同样大小的小立方块围绕着同一个中心块转动,在他随手将魔方转了几下后,想将魔术方块复原是一件很困难的事,不久后 Rubik 为自己的发明申请了专利,随后也就风靡了全球。

我们常见的魔方是 3x3x3 的三阶魔方,是一个正 6 面体,有 6 种颜色,由 26 块组成,有 8 个角块;12 个棱块;6 个中心块(和中心轴支架相连), 魔方在 1980 年代最为风靡,至今未衰。面世不久后,很多类似的玩具也纷纷出现,有些出自发明人鲁比克,有些则是出自别人之手。包括 4×4×4,2×2×2 和 5×5×5 版的魔方。 作为魔方的发明人,鲁比克教授拥有匈牙利专利号 #170062,却没有申请国际专利(他认为别人不大愿意生产这种玩具,但实际上克隆产品几乎马上就出现了)。

魔方别看只有 26 个小方块,变化可真是不少,三阶魔方的总变化数是:

(8!x38x12!x212) / (2x2x3) = 43,252,003,274,489,856,000

由此可见,这么多变化使魔方每次玩起来都有一种新鲜感,这种不变中又有万变就是魔方的最大魅力。目前世界上最快的魔方爱好者 5.66 秒就可以还原一个魔方(记录创造于 2011 澳大利亚魔方公开赛),有兴趣详细了解的魔友可以进入 WCA 官网查阅。为什么会这么快呢?因为高手记忆了大量的魔方玩法技巧(魔方公式),世界上顶尖的魔方爱好者,据说可以记住 600 多个公式。

本站介绍的魔方入门的玩法,需要使用的公式很少,初学复原魔方,花上几个小时的时间能能看着魔方公式教程复原了。我相信,只要你每天花上一点时间,有空了转一转,很快就能不看玩法教程复原魔方了,要想在 30 秒以内复原,除了大量的记忆一些公式之外,有一个好的魔方,也很重要,购买一个专业魔方能让你体会到什么是行云流水的感觉,当然有一个好的魔方还需要练练手法才能转的更快,哈哈,很快你也会步入高手的行列了,站长希望国内也能早日诞生几位国际顶尖高手。加油吧!明天的世界冠军说不定就是你哟!

一、魔方的分类

现实生活中我们碰到的魔方大多数都是三阶魔方,事实上魔方家族的成员有很多,有的甚至从外表看不出来是魔方,但是它却是是一个魔方系列的玩具。魔方的变种之多,变化之快都是难以预料的,所以条目里介绍的魔方种类离全部的还差得很远,这里所列出的是最著名的、被认识最多的魔方。

【普通魔方】

这一类魔方保持原来的方形状态,并且严格规定了每一外围块的边长大小必须相同。事实上,不同阶魔方的边长并不是同比增长的,魔方阶数越高,每一块的边长就越少。

【二阶魔方】

2阶魔方的英文官方名字叫做 Pocket Rubic,中文直译叫做「口袋魔方」。它每个边有两个方块,官方版本之一魔方边长为 40 毫米,另外一个由 Mefferts 开发的轴型二阶魔方则为 47 毫米。二阶魔方的总变化数为 3,674,160 或者大约 3.67×106。目前最快纪录为平均 3.15 秒复原,单次 0.96 复原。

【三阶魔方】

3阶魔方的英文官方名字叫做 Rubik Cube,也就是用鲁比克教授的名字命名的。它每个边有三个方块,官方版本魔方边长为 57 毫米,三阶魔方的总变化数超过 4 万亿种,但是世界上最快的魔方爱好者可以在 12 秒左右就能复原任意打乱的魔方,所以说魔方是一种不可思议的玩具。

【四阶魔方】

4阶魔方的英文官方名字叫做 Revenge Cube,直译过来是「复仇魔方」。官方版本大概边长为 67 毫米,Mefferts 版本为 70 毫米。四阶魔方被认为是 2-5 阶魔方中最不好复原的,虽然 5 阶魔方的变化种类比 4 阶多,但是 4 阶魔方不存在中心块,也就不能用一般的方法进行复原。

【五阶魔方】

5阶魔方的英文名字叫做 Professional Cube,直译过来是 「职业魔方」,也说明了它的难度,完成一个五阶魔方的复原需要大量的公式需要记忆,而最好的魔方爱好者能在2分钟左右就把5阶魔方复原。

【变种魔方】

这类魔方保持了原始魔方的外表,但是做出了种种限制,让爱好者不能顺利的按照普通方法完成复原。这一类型的魔方的数量极多,在这里只能列出几种有特点的。

【Square One】

Square One 又叫做 Square1 或者 SQ1,它的难度主要在于上下两个地面的方块被切割成了可以转动 30 度的小块,从而可以产生不同于原始方方正正模样的状态。一般来说,如果能在 SQ1 的两种经典型之间任意转换,就证明已经掌握了 SQ1 的复原。

【非对称魔方】

非对称魔方的特点是不是立方体,而是类似于 2 x 3 x 4 这种类型的状态。

【捆绑魔方】

捆绑魔方保持原有魔方的状态,但是做出了一些限制,比如把相邻的两个方块做成一个,这样就无法使用原来可以的移动方法进行复原了。

【异型魔方】

异型魔方相对原始魔方的变化较大,但是原理基本上相同。初玩的爱好者通常会被它们怪异的外型唬住,其实它们一般都可以看成普通的 2 阶或 3 阶魔方。

【Skewb】

十二面体魔方。

【Megaminx】

十二面体变体魔方。

【Pyramid】

金字塔魔方。

【连体魔方】

连体魔方的创意非常有趣,它们的外型也同样引人注目。

【衍生魔方】

这类魔方类玩具已经脱离了魔方的状态,成为了有自己风格的一类玩具。

【魔球】

名称为 Magic Ball,为球形,但是基本上是2阶的结构。

【魔板】

名称为 Magic,板型结构。

【魔表】

名称为 Clock,圆型结构。

二、魔方的大小

原版实际测量下来发现大约 57mm。如果试着翻阅国外的资料,会发现世界上第一个魔方为二又四分之一英寸(57.15mm)的记载。

三、魔方的基本术语

更多看这里:【魔方教程】魔方常见专业名词解释

四、魔方的构成

「三阶魔方」由一个连接着六个中心块的中心轴以及结构不一的 20 个方块构成,当它们连接在一起的时候会形成一个整体,并且任何一面都可水平转动而不影响到其他方块。

「四阶魔方」相对于三阶来说就要复杂的多,它的构成分为两类,一类中心是一个球体,每个外围的小块连接着中心球的滑轨,在运动时候会沿着用力方向在滑轨上滑动。第二类是以轴为核心的四阶魔方,这类魔方的构成非常复杂,除了中心球和外围块外还有很多附加件。作为竞速运动来说第二种构成的四阶魔方运动速度快,不易在高速转动中卡住。

「五阶魔方」的构成则更甚于四阶魔方。每发明一种新的高阶魔方都要经过很长时间,因为不仅要考虑到项目的可行性,还要考虑如果将魔方作出来后能不能稳定的用于转动。正是由于这个原因,五阶魔方是官方公布的最高阶魔方,其结构也不是一般的爱好者可以想象出来的。

「六阶(含)以上的魔方」目前还没有官方版本。不过不久前传言说已经有日本人制作出来样品并且发送法国公司尝试生产了。高阶魔方之所以难以制作,因为如果还是按照三阶魔方同比增加和扩大的话,角块在转动中可能会因无支撑物而从空中掉落。以前在网上所看到过的所谓八阶魔方后来证明不过是用普通的三阶拼凑出来的。

五、魔方的起源

正如本条目开头所言,最早的魔方是鲁比克教授发明的,但是并不是为了投入生产和娱乐。因为他是建筑学和雕塑学教授,所以他自己动手做出了第一个魔方的雏形来帮助学生们认识空间立方体的组成和结构。在他完成第一个作品以后,转动了几下,发现原本齐整的魔方竟然很难恢复,于是他意识到这这个新的发明会很不简单。但是他想不到的是,这个边长不到6厘米的玩具竟然会在未来风靡全球,甚至出现了以魔方为道具的运动。

六、魔方的流行

魔方广为大家喜爱是在 80 年代。从 1980 年到 1982 年总共售出了将近 200 万只魔方。1981 年,一个来自英国的小男孩,帕特里克·波塞特(Patrick Bossert)写了一本名叫《你也能够复原魔方》(ISBN 0140314830)的书,总共售出了将近 150 万本。由于魔方的巨大商机,鲁比克教授和他的合伙人一同开发了二阶和四阶魔方,这两个产品同样取得了成功。

在中国,魔方是 80 年代最抢手的玩具,如同今天孩子们手中的掌上游戏机一样,成为青少年最喜欢的玩具。但是随着改革开放,越来越多的新奇玩具进入了中国,中国的魔方热潮也在渐渐消退。不过最近几年,中国的非正式魔方社群正在努力改变公众对于魔方的看法。魔方不仅仅是小孩子的玩具,更是一种休闲放松的方式,再加上更有刺激和挑战性的竞速、单手拧魔方的玩法,越来越多的人正在重新关注魔方。

七、魔方的血统

其实魔方并不只有一种配色,现在所流行的是最初的版本,事实上也还有其他版本的配色。

  1. 第一种是由香港生产的最初的配色,最早在 80 年代就有销售,现在大多数销售的和它不同的是将茶色换成了橙色。
  2. 第二种也是香港生产的,是和第一种同一系列的魔方,但是配色稍有不同。
  3. 第三种是由美国生产的,配色完全改动,由白对黄,蓝对绿,红对茶。
  4. 第四种是由匈牙利原产的,配色接近于美国产的魔方。

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