魔方的历史资料.doc

魔方，Rubiks Cube 又叫魔术方块，也称鲁比克方块。是匈牙利布达佩斯建筑学院厄尔诺鲁比克教授在1974年发明的。魔方系由富于弹性的硬塑料制成的6面正方体。魔方与中国人发明的“华容道”，法国人发明的“独立钻石”一块被称为智力游戏界的三大不可思议。而魔方受欢迎的程度更是智力游戏界的奇迹。目录简介 三阶魔方结构 魔方流行史 魔方的类别 二阶魔方 三阶魔方 四阶魔方 五阶魔方 六阶魔方 七阶魔方 八阶魔方 九阶魔方 十十一阶 十二阶魔方 更高阶的魔方 异型魔方 镜面魔方 Square 1 Pyraminx Skewb Cube 非对称魔方 捆绑魔方 Megaminx Megaminx Crystal 魔球 连体魔方 魔板 魔表 鲁比克360 齿轮魔方 魔方的贴纸 魔方的配色 魔方的花样 代码说明 魔方花样 基本术语与玩法 基本术语 常见玩法 魔方复原方法 三阶魔方复原 四阶魔方复原 相关记录 魔方盲拧 彳亍法 三步盲拧法 魔方的发展 早期的尝试 第一个魔方 流行 更多的魔方 展开 简介 三阶魔方结构 魔方流行史 魔方的类别 二阶魔方 三阶魔方 四阶魔方 五阶魔方 六阶魔方 七阶魔方 八阶魔方 九阶魔方 十十一阶 十二阶魔方 更高阶的魔方 异型魔方 镜面魔方 Square 1 Pyraminx Skewb Cube 非对称魔方 捆绑魔方 Megaminx Megaminx Crystal 魔球 连体魔方 魔板 魔表 鲁比克360 齿轮魔方 魔方的贴纸 魔方的配色 魔方的花样 代码说明 魔方花样 基本术语与玩法 基本术语 常见玩法 魔方复原方法 三阶魔方复原 四阶魔方复原 相关记录 魔方盲拧 彳亍法 三步盲拧法 魔方的发展 早期的尝试 第一个魔方 流行 更多的魔方 展开 编辑本段简介 魔方之父厄尔诺鲁比克魔方，也称鲁比克方块，台湾称为魔术方块,香港称为扭计骰，英文名字是：Rubiks Cube。三阶魔方是由富有弹性的硬塑料制成的6面正方体。核心是一个轴，并由26（中间一层为8块，其余两层各9块）个小正方体组成。包括中心方块有6个，固定不动，只有一面有颜色。边角方块（角块）有8个(3面有色)可转动。边缘方块（棱块）12个(2面有色）亦可转动。此外除三阶魔方外还有二阶、四阶至十三阶，近代新发明的魔方越来越多，它们造型不尽相同，但都是趣味无穷。玩具在出售时，小立方体的排列使大立方体的每一面都具有相同的颜色。当大立方体的某一面平动旋转时，其相邻的各面单一颜色便被破坏，而组成新图案立方体，再转再变化，形成每一面都由不同颜色的小方块拼成。据专家估计三阶魔方所有可能的图案构成约为4.31019。玩法是将打乱的立方体通过转动尽快恢复成六面成单一颜色。 当初厄尔诺鲁比克(Ern.Rubik )教授发明魔方，仅仅是作为一种帮助学生增强空间思维能力的教学工具。但要使那些小方块可以随意转动而不散开，不仅是个机械难题，这牵涉到木制的轴心，座和榫头等。直到魔方在手时，他将魔方转了几下后，才发现如何把混乱的颜色方块复原竟是个有趣而且困难的问题。鲁比克就决心大量生产这种玩具。魔方发明后不久就风靡世界，人们发现这个小方块组成的玩意实在是奥妙无穷。 编辑本段三阶魔方结构三阶魔方核心是一个轴，并由26个小正方体组成。包括中心方块6个，固定不动，只一面有颜色。边角方块8个(3面有色)（角块）可转动 。边缘方块12个(2面有色)（棱块）亦可转动。玩具在出售时，小立方体的排列使大立方体的每一面都具有相同的颜色。当大立方体的某一面平动旋转时，其相邻的各面单一颜色便被破坏，而组成新图案立方体，再转再变化，形成每一面都由不同颜色的小方块拼成。据专家估计所有可能的图案构成约为4.31019。玩法是将打乱的立方体通过转动尽快恢复成六面成单一颜色。 魔方总的变化数为43 252 003 274 489 856 000。或者约等于4.3X1019。如果一秒可以转3下魔方，不计重复，需要转4542亿年，才可以转出魔方所有的变化，这个数字是目前估算宇宙年龄的大约30倍。 中心块（6个）： 中心块与中心轴连接在一起，但可以顺着轴的方向自由的转动。 中心块的表面为正方形，结构略呈长方体，但长方体内侧并非平面，另外中心还有一个圆柱体连接至中心轴。 从侧面看，中心块的内侧会有一个圆弧状的凹槽，组合后，中心块和边块上的凹槽可组成一个圆形。旋转时，边块和角块会沿着凹槽滑动。 棱块（12个）： 棱块的表面是两个正方形，结构类似一个长方体从立方体的一个边凸出来，这样的结构可以让棱块嵌在两个中心块之间。 长方体表面上的弧度与中心块上的弧度相同，可以沿着滑动。立方体的内侧有缺角，组合后，中心块和棱块上的凹槽可组成一个圆形。旋转时，棱块和角块会沿着凹槽滑动。另外，这个缺角还被用来固定角块。 角块（8个）： 角块的表面是三个正方形，结构类似一个小立方体从立方体的一个边凸出来，这样的结构可以让角块嵌在三个棱块之间。 与棱块相同，小立方体的表面一样有弧度，可以让角块沿着凹槽旋转。 编辑本段魔方流行史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。1980年，复旦大学米尚志教授把魔方传入了中国。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魔方吧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和体育竞技形式，再加上更有刺激和挑战性的竞速、单拧、盲拧魔方等玩法，越来越多的人正在重新关注魔方。 随着魔方种类的不断增多，竞技形式的逐步规范，魔方早已不单单作为一个玩具出现，而是已经逐步成为新型的竞技项目，更成为了一项新兴的科技活动项目！ 编辑本段魔方的类别二阶魔方 二阶与三阶魔方的大小比较二阶魔方的英文官方名字叫做Pocket Rubiks Cube或Mini Cube，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，另外一个由东贤开发的轴型二阶魔方则为50毫米。二阶魔方的总变化数为 3,674,160 或者大约 3.67106。二阶魔方（Pocket Cube）又称口袋魔方、迷你魔方、小魔方、冰块魔方，为222的立方体结构。本身只有8个角块，没有其他结构的方块。结构与三阶魔方相近， 可以以复原三阶魔方的公式进行复原。 三阶魔方三阶魔方的英文官方名字叫做Rubiks Cube，也就是用鲁比克教授的名字命名的，是目前最普遍的魔方种类。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是(8!x38x12!x212)/(2x2x3)=43,252,003,274,489,856,000或者约等于4.3x1019.三阶魔方由一个连接着六个中心块的中心轴以及8个角块，12个棱块构成，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。三阶魔方是生活中最常见的，而在2011年03月出现了新型三阶-面包三阶，打破了三阶魔方立方体的常规设计。 四阶魔方四阶魔方的英文官方名字叫做Rubiks Revenge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，其实这类四阶魔方就是隐藏中层的五阶魔方，内部的小零件即为五阶的侧心块和中棱块，中轴上有防止锁死的突起装置。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。 4阶魔方的英文官方名字叫做Rubiks Revenge，直译过来是“魔方的复仇”。官方版本大概边长为67毫米，Mefferts版本为60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阶魔方的中心块并不固定，也就不能用一般的方法进行复原。即7,401,196,841,564,901,869,874,093,974,498,574,336,000,000,000种变化。 五阶魔方五阶魔方的构成与四阶魔方基本相同，世界上总共有三种结构的五阶魔方，即中国台湾东贤的M5，匈牙利鲁比克的R5，希腊Olimpic的V5。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。 2008年9月14日时的走进科学节目中张腾岳也说了:我看谁能够将复杂的五阶魔方还原至六面同色,那他智商要上200了.这里同时体现出了五阶魔方的难度.五阶魔方的英文名字叫做Professors Cube，直译过来是“专家(玩)的魔方”，也说明了它的难度，最好的魔方爱好者能在1分半钟左右就把五阶魔方复原。五阶魔方总共有8个角块、72个边块（两种类型）和54个中心块（48块可以移动，6块固定）。 五阶魔方的中心块为33结构，所以其每种颜色都有4块中心块是等价的，即中心块的变化状态为(24!(4!6)2种。其24个外侧边块的位置不能随意移动，所以总共有24!种变幻状态。12个中心边块中有11个可以互换位置，所以总共有12!/2211种变化状态。五阶魔方的总变化状态数为282,870,942,277,741,856,536,180,333,107,150,328,293,127,731,985,672,134,721,536,000,000,000,000,000种变化。 六阶魔方 圆弧形的六阶魔方，手感更好六阶魔方是由希腊的Olimpic方块公司出产，角块比中心块略大，棱块略呈长方形。方块本身评价不太好，常见的评价为容易POP（飞棱）：指在复原中魔方的某些组成部分从魔方上面脱离的情况，如果是出现在比赛中，则作为无效的复原过程。为防止锁死，方块内部设置click装置，但同时也对手感造成严重影响，转起来一卡一卡的。魔友通常对其进行一系列打磨改造，可大大减少顿挫感，并减少很多pop的机会。 七阶魔方七阶魔方同样是由希腊Olimpic方块公司出产。同时兼备了收藏，鉴赏及实用价值，方块本身为圆弧型或正方体。（全部为圆弧形，因为如果是正方体会有角块悬空。） 七阶魔方八阶魔方八阶魔方为“魔方吧”的魔友“大烟头”自制（R结构的四阶和蓝蓝的七阶改成的八阶）八阶 八阶魔方虽然比九阶要低一阶，但其结果比九阶更复杂制作，八阶魔方暂时没有厂家批量生产。 现在国产魔方牌子“圣手”研制出了八阶魔方，但是因为结构原因，所以魔方的角块和棱块都和中心块的大小不一样。而且整个魔方外观上是正方体。 九阶魔方 九阶魔方是汕头永骏公司出品的，魔方尺寸：7.5*7.5*7.5(cm)，材质：ABS环保工程塑料、pvc贴纸，产品重量：约510克。 十十一阶智胜11阶第一批108个正式上市，尺寸：约11.7cm，重1000克左右。防POP能力 较罕见的十一阶魔方不错，不易散架；中心轴使用高级的尼龙材料； 容错度是在小方格偏差一格,做LR动作可以通过。 十二阶魔方 12阶魔方十二阶魔方为魔友“Leslie Le”自制，发布于TP等国外论坛，没有在国内论坛发布，因而有不少魔友并不知道，且制作人本身并没显示出要出名的意思，较为低调，各位可以在网络视频找到12阶相关内容。 更高阶的魔方其他更高阶的魔方，从量产上来分析，目前还是不存在的。但是民间却有非常热心、狂热的发烧友会自己来制造，也可能造出来。目前出现在网络上，经视频检验得，最高阶的魔方是十七阶的魔方，在视频中可看到是可以全方位正常旋转的，可谓惊人。随着魔友力量的壮大，更多更高阶的魔方可以有机会和大家见面。 异型魔方 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。 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，在这里只列出常见几种有特点的魔方。 镜面魔方 镜面魔方叫做Rubik Cube Mirror，是魔术方块的衍生与变形，我们一般叫银色面魔方。特色在于外型不对称与镜面涂布，可以变换形状。仔细研究一下，会玩正常三阶的，基本上能还原。拿来当桌面小玩意是不错。日本亚马逊上一个卖日元1494元，折人民币约104元。 Square 1Square One又叫做Square1或者SQ1，是由Karel Hrsel和 Vojtech Kopsky在1992年共同发明的。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。 Square 1魔方分为三层。顶层和底层都有风筝块和三角块，它们也被称为角块和边块。整个魔方总共有8个角块和8个边块。相对于层的中间来讲，角块为60度，边块宽度为30度。 此外除SQ1外还有SSQ1等系列衍生类魔方。 PyraminxPyraminx又名金字塔魔方，由德国科学家麦菲特Uwe Meffert 教授于1970年发明出世界第一颗魔术方块，原本是他用於研究金字塔能量的模型（1970热门研究“金字塔能”苹果放置模型中央一年仍能保持新鲜状态），在研究过程中，意外的发明出魔术金字塔。该魔方的形状为正四面体，总共有四个面及四根轴。Pyraminx为4轴1阶（如图），方块中所有的切角皆为60度。也有其他种类的高阶金字塔魔方（当然也不叫Pyraminx了）。 Skewb Cube 斜转的魔方Skewb Cube简称Skewb，其意思为“斜转的魔方”，由Mefferts公司推出，它和Pyraminx一样也是四轴，不过不同的是它继承了立方体的结构，一个面块被一个内接正方形割成四个全等的等腰直角三角形和一个正方形，共五部分。四个角叫做角块，中间的小正方形叫做面块。在转动时沿着正方形的其中一边来转动，转动一格是120度。 非对称魔方非对称魔方的特点是不是立方体，而是类似于2x2x3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。 Megaminx 五魔方十二面体魔方 (五魔方)，是一种十二面体魔方，它总共有五十个可以移动得块。是由一些魔方爱好者和研究者同时发明的。Uwe Meffert最终取得了五魔方的发明权和制作权，并且在他的魔方网站Mefferts进行销售。 Megaminx Crystal深切五魔，在五魔的原有基础是上将“切线”加深了，其实复原难度相对五魔方而言并没有增加，但是方法与五魔方不同， 魔球名称为Magic Ball，为球形，但是基本上是2阶的结构。 连体魔方 连体魔方是将很多个一般魔方连接起来，因此在这其中有些限制，像是2x2x2x10。 魔板英文名称为 Magic，板型结构，两面结构，玩法是固定步骤，将正面图案翻转弄乱从而复原背面图案，主要测试的是玩家的手速，现在的世界纪录已经达到了0.8秒以内了。魔板种类繁多，常见的有2x2的四板，2x4的八板，翻转后可以变换成3x3缺一格的背面。 魔表名称为 Clock，圆型结构，现已绝版，网上能买到的不是国外的二手货就是国内的山寨产品。魔表是一个两面都需要进行复原的“魔方”，每个面上面有九个钟表盘。魔表有四个齿轮控制表针的转动。每面都有四个按钮，在两面上形成此进彼出的关系。按钮的状态影响到相应的齿轮的转动。 魔表的玩法是将打乱的表盘在两面上都归为12点位置。 鲁比克360“鲁比克360”是3个相互包裹的透明塑料球，从里到外分出3层不同空间。球内装有6个带颜色的小球。外观看起来像是挂满亮珠子的大玻璃球。这个新玩意儿的游戏规则很简单，玩起来却非常困难：玩家需晃动大球，使里面的小球穿过仅有两个孔的中层，从最内层进入到最外层的空位上。按照鲁比克自己的说法，相比于玩魔方，玩“鲁比克360”减少了一些智力思考的时间，更多的是在考验玩家动手的灵活性和果断性，“我知道在魔方发明以后很多高手自创了一些口诀，这无疑是揭开魔方之谜的有效手段，很多人现在甚至还在比谁的口诀更为简洁，相信，鲁比克360会更让人喜欢，因为不是每个人都能真正理解这个新玩意儿的意义，越是解不开，越是让人心痒痒”。 齿轮魔方齿轮魔方为乌尔 麦菲特于2012年制造出名，三阶魔方其两侧转动时会带动中间齿轮转动，分三阶和二阶。 二阶魔方只能转动棱角，无法进行像三阶一样的直面旋转。 编辑本段魔方的贴纸魔方六个面贴纸通常由红，黄，蓝，绿，白，橙六种颜色组成。各个时期和地方的版本贴纸方法会有区别，但基本上是前红、后橙、上黄、下白、左蓝、右绿。 如果没有这些限制魔方贴纸一共有多少种贴法呢？答案是30种。因为由于魔方立方体的对称性，不失一般性的，我们贴纸时不妨就指定蓝色为顶面。他的对面就有5种贴法，剩下的4个面组成一个环。这个环的4种颜色去除旋转后相同的情况有3*2种贴法。这是因为，对于这个环，我们也可以不失一般性的就指定4种颜色中的一种颜色做为前面，他的对面有3种贴法，剩下的两面对应2种贴法，所以魔方贴纸的贴法有5*3*2=30种