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一天学会玩魔方
《一天学会玩魔方》
第一部分：前言
一、 关于魔方
魔方，Rubik's Cube 又叫魔术方块，也称鲁毕克方块。是匈牙利布达佩斯建筑学院鲁比克教授在1974年发明的。当初他发明魔方，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。鲁毕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。
你知道吗？魔方总的变化数为43，252，003，274，489，856，000。或者约等于4.3乘以10的19次方。如果你一秒可以转3下魔方，不计重复，你也需要转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。这可是十分惊人的！
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，再加上更有刺激和挑战性的竞速、单手、盲拧魔方等玩法，越来越多的人正在重新关注魔方。
二、 魔方的结构。
我们常见的魔方是3×3×3的三阶魔方。它是一个正6面体，有6种颜色，由26块组成：8个角块──每块上有三个颜色；12个棱块每块两个颜色；6个中心块每块一个颜色（和中心轴支架相连）见图(1)：

8角块
12 个棱块
6个中心块及支架
图(1)
学习魔方首先就要搞清它的以上结构，知道角块只能和角块换位，棱块只能和棱块换位，中心块则连在支架上的所以它们不能交换位置（在没有图案的魔方上可以认为它是死的、不能动的）。
三、复原魔方的方法。
复原魔方有很多方法，本教程介绍的是简单易懂的层先法。大多数魔方玩家都是通过此方法学会复原魔方的。使用灵巧的双手并通过一个好转的魔方，很多人可以用此方法在1分钟之内复原魔方。
层先法分六个步骤完成，下面本教程将通过大量简单易懂的图解和详细的说明，指导您一步步完成魔方的复原。

第二部分：教程
第一步 底面十字
一、复原方法：
由于中心块是连在支架上的，它们不能交换位置。所以我们要先确定中心块，让其它的块来向它报到。
(图2)
在这个例子中，我们使用白色做顶面，图中灰色块是可以忽略的部分。多出来的部分是魔方背面的展开图。前言提到，一个魔方共有12个棱块，而每个棱块是有两种颜色的。在这一步中，我们需要找到带有白颜色的四个棱块，经过旋转将它们放到正确的位置。如图(2)，将白红颜色的棱块放置到白色的中心块和红色的中心块之间，将白蓝颜色的棱块放置到白色的中心块和蓝色的中心块之间，将白绿颜色的棱块放置到白色的中心块和绿色的中心块之间，将白橙颜色的棱块放置到白色的中心块和橙色的中心块之间。
在这一步要注意，这四个棱块的两种颜色都要和中心块一致，而不要只考虑了白色。如(图3)，(图4)，是两种错误的情况。
(图3) (图4)
图3中，白绿棱块、白橙棱块位置正确，但白蓝棱块放到了白色中心块和红色中心块之间，白红棱块放到了白色中心块和蓝色中心块之间。所以是不正确的。
图4中，白红棱块、白橙棱块位置正确，但白蓝与白绿放错了位置，也是不正确的。
二、转十字的一些简单技巧
底面十字比较简单，稍微熟悉魔方之后，很容易就会做了。如果您实在转不出来，可以参照下面的一些图解转法,帮助您完成此步。
1. 转法：
2． 转法：
3． 转法：
4. . 转法：
5. 转法：
6. 转法：
7. 转法：
8. 转法：
9. 转法：
10. 转法：
11. 转法：
12. 转法：
13.转法：

第二步：复原第一层。
一、要求达到的效果
做好顶面十字之后，请将魔方倒过来，白色的中心块朝下，黄色的朝上，如图：
（仰视图） （俯视图）
经过第二步的旋转，最终达到以下效果：
（仰视图） （俯视图）
二、复原方法：
从底面十字到第一层，其实就是还原带有白颜色的四个角块，四个角块还原到正确的位置之后，第一层即复原完毕。
对于角块的复原有以下几种情况：
(1) 转法：
(2) 转法：
不难看出，上面的(1)和(2)是两种互相对称的情况，所以只需记住一个转法就可以了。
(3) 转法： ＋
为什么要用“＋”号呢？再回顾下(1)和(2)的情况，(1)、(2)两种情况都是需要归位的角块在第一层，且此角块的白色面在侧面。
而情况(3)里，需要归位的角块的白色面在顶面，通过“＋”号前的转法，我们可以把(3)转变成(1)。讲到这里，细心的朋友一定发现了，“＋”后的转法就是(1)的转法。笔者添加这个“＋”号也是希望大家能够通过理解来记忆，避免死背公式。
(4) 转法： ＋
(5) 转法： ＋
(4)和(5)也是相互对称的两种情况，只是这次需要归位的角块在下面，和之前一样，通过“＋”号前的转法，我们将(4)、(5)转变成(1)、(2)。
3、小窍门：复原第一层的时候。我们先寻找白色面在顶层侧面的角块，观察此角块白色面的朝向并复原。再复原白色面在顶面的角块，再复原在底层但位置或方向不正确的角块。请思考一下，这样做有什么好处？
第三步：复原第二层。
一、要求达到的效果:

二、复原方法：
第二层层的复原，其实是红蓝、红绿、黄绿、黄蓝这四个棱的复原。下面通过复原红蓝棱的演示向大家讲解复原第二层的方法。
(6) 转法：
(7) 转法：
又是两个对称的情况，理解后，记忆一个就可以了。
(8)
位置正确，但是方向相反，怎么办呢？请大家再看看(6)和(7)。(6)和(7)是把在顶面的红蓝棱块换到第二层，原来夹在第二层的棱块同时也被换了上去。对于(8)，我们可以用(6)或者(7)的方法，把上面随便一块先换下来，这样，红蓝块就被换上去了。然后根据情况再使用(6)或(7)的方法就可以把红蓝块正确归位了。
有时候会出现两个棱块互换位置的情况，比如，红蓝棱块在红色中心块和绿色中心块的中间，而红绿棱块也在红色中心块和蓝色中心块的中间。这时我们也可以使用上面的方法，将它们先换上去，再正确归位
三小窍门：
复原第二层的时候。我们先观察顶面，寻找不带黄色的棱块，优先将其复原，再寻找并复原夹在第二层但位置或方向不正确的棱块。请思考一下，这样做有什么好处？

第四步：复原顶面十字。
一、要求达到的效果:

注意：第四步结束后，四个棱块的位置都必须正确。黄蓝棱块必须在黄色中心块和蓝色中心块的中间，黄绿棱块必须在黄色中心块和绿色中心块的中间，红蓝棱块必须在红色中心块和蓝色中心块的中间，红绿棱块必须在红色中心块和绿色中心块的中间。
二、复原方法：
顶面十字的复原，分为两小步，首先要在顶上复原一个黄色十字，然后再将顶面四个棱的位置调整正确。
1、 黄色十字：
复原这一步时，只看顶面四个棱的颜色，角块的颜色全部忽略，不要被角块的颜色色影响了观察。分三种情况，都用同一种转法，(9)转一次会变成(10)，(10)转一次会变成(11)
(9)
注意，如果从(9)开始，到(10)时，需要把顶面旋转90度，使黄颜色的“横杠”从横向变成竖向。
(10) (11)
上面三步的转法都是
2、 调整十字位置：
介绍转法之前，先要让大家了解，当您到达这一步时，顶面棱的位置只会用三种情况，一种是全部位置正确；第二种是两个相邻的位置需要互相换位才可以正确,如图(5)；第三种是两个相对的位置需要互相换位，如图(6)。刚开始不熟悉的时候您可能会观察到：“哦，怎么只有一个正确的？”或者“全都不正确啊。”这时请您旋转顶面并仔细观察，肯定会出现至少有两个位置正确，另外两个需要互相换位的情况。(或者全部位置都正确)。
好，您已经找到两个需要换位的棱块了吗？那么继续来进行下面的学习吧。
(12) 图(5)
转法：
(12)中，是两个相邻的棱块：左面的黄橙棱块和前面黄蓝棱块，需要互相换位。如果是其它颜色相邻的棱块呢？同理，转下您的魔方，使一个放在左边，一个放在面对着您的前面，就好了。
(13)图(6)
(13)是前面和后面的黄绿、黄蓝相对的两棱块，需要互相换位。现在请您再看看(12)，我们用(12)的方法先将顶面黄橙、黄绿互相换位下,就会得到下图(7)所示的情况。
图(7) 图(8)图(9)图(10)
再将顶面顺时针旋转90度(图8所示旋转)，是不是出现了两个相邻的位置需要互相换位的情况(如图9)?
然后将整个魔方顺时针旋转90度，让黄红棱块在左边，黄蓝棱块在面对着您的前面(如图10)，再用一次(12)的转法，就搞定了吧。
第五步：将顶面全转成黄色。
一、要求达到的效果:

顶面全部转成黄色，只剩几个顶角位置不正确(三个或四个)。
二、复原方法：
1、在这一步中，需要把四个顶角的黄色面翻到顶面，首先观察顶角不是黄色的个数，有可能是两个，也可能是三个，也可能全部复原，但绝不可能是1个。
2、转动整个魔方，把需要翻的角放到顶层右下角。注意!接下来请仔细，如果做错，有可能前功尽弃!
如图，先观察顶层右下方的角块，若要把黄色翻上来，角块需顺时针还是逆时针旋转。需要顺时针参照(14)，需要逆时针参照(15)。
(14) 转法：
(15) 转法：
此时注意，按照上图的转法可以将顶层右下角的黄色面翻到顶面。但是翻完以后还没有结束，因为下面暂时会乱了。千万不要转动你的魔方的下两层，只能转动顶层，把其它黄色没在顶面的角，再转到顶面的右下方，然后再按以上方法把此角的黄色面翻到顶面。此角翻完再转动第一层，再把黄色没在顶面的角，再转到顶面的右下方，再按此方法将黄色翻到顶面，直至所有顶角的黄色面都翻到顶面，下面两层就自动整齐了。
第六步：全部复原。
复原方法:
当第五步做完的时候就只剩下几个角了，此时有两种情况。一是三个角位置错误，另一种是四个角位置都错误
先介绍下角怎样是正确，怎样是错误。“正确”指的是角块的三个面各自与同面的中心块颜色一致。否则即为错。如图(11)顶层右下角是正确的，图(12)是错的。
图(11) 图(12)
1、三个角位置错误，一个角正确。
首先顺时针或逆时针转动整个魔方，把正确的角放在右下方中，如图(11)中的黄蓝红角块。
(16)
转法：
转完之后如果没有复原，请按照此法再转一次，最多两次，必定复原。
2、四个角位置都错误。
直接按照上面(16)的转法旋转一次，然后必定会有一角正确，再将顺时针或逆时针转动整个魔方，把此正确的角放在顶层的右下方。剩下的参照上面的转法(16)。
至此结束，恭喜您，您已经学会复原魔方了!

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