魔術方塊發明人匈牙利建築學教授魯比克教授在1974年獲得匈牙利專利號HU170062,他認為別人不太願意生產這種玩具,因此沒有申請國際專利,但實際上仿製品幾乎馬上就出現了。
魔術方塊(英語:Rubik's Cube),在中國稱為魔方,在香港稱為扭計骰,是匈牙利建築學教授和雕塑家魯比克•艾爾內(Rubik Ernő),於1974年發明的機械益智玩具,最初的名稱叫Magic Cube,後來被Ideal Toys改為Rubik's cube。根據估計,魔術方塊自發明以來在全世界已經售出了3億多個。
魔術方塊在1980年代最為風靡,至今未衰。面世不久後,很多類似的玩具也紛紛出現,有些出自發明人魯比克,包括2階、4階和5階版本的魔術方塊;有些則是出自別人之手。
定義
魔術方塊為一種用於娛樂的玩具,英文官方名字叫做Rubik's Cube,也就是用魯比克教授的名字命名的,是目前最普遍和最原始的魔術方塊種類。是一個三階立方體,由26個小方塊和一個三維十字連接軸組成。其中包含6個處於面最中心無法移動的塊,12個邊塊和8個角塊。六個面每個有一種顏色,一般來說,標準的魔術方塊的顏色應該是藍、白、紅、綠、黃和橙色,其中藍綠相對、白黃相對、紅橙相對。
起源
最早的魔術方塊是魯比克教授發明的,但是並不是為了投入生產和娛樂。因為他是建築學和雕塑學教授,所以他自己動手做出了第一個魔術方塊的雛形來幫助學生們認識空間立方體的組成和結構。在他完成第一個作品以後,轉動了幾下,發現原本齊整的魔術方塊竟然很難恢復,於是他意識到這個新的發明會很不簡單。但是他想不到的是,這個邊長不到6公分的玩具竟然會在未來風靡全球,甚至出現了以魔術方塊為道具的運動。
流行
魔術方塊廣為大眾喜愛是在1980年代。從1980年到1982年,總共售出了將近200萬隻魔術方塊。1981年,一個來自英國的小男孩,派翠克•波塞特(Patrick Bossert)寫了一本名叫《你也能夠復原魔術方塊》(ISBN 0140314830)的書,總共售出了將近150萬本。由於魔術方塊的巨大商機,魯比克教授和他的合夥人一同開發了二階和四階魔術方塊,這兩個產品同樣取得了成功。
結構
三階魔術方塊
3階魔術方塊由一個連接著六個中心塊的中心軸以及結構不一的26個方塊構成,當它們連接在一起的時候會形成一個整體,並且任何一面都可水準轉動而不影響到其他方塊。官方版本魔術方塊邊長為57毫米,三階魔術方塊的總變化數是(8!x38x12!x212)/(2x2x3)=43,252,003,274,489,856,000或者約等於4.3x1019,而魔術方塊愛好者Macky可以在12秒還原任意打亂的魔術方塊。
三階魔術方塊總變化數的算式是這樣得來:首先六個中心塊是不可以移動的,他們由於顏色的區分正好構成一個坐標系。在這個坐標系裏有8個角位置,和12個棱位置。對於8個角位置,我們有全排列8!而每個小角色塊有3種朝向,所以要乘上38。對於12個棱色塊,同樣的道理,有12!x212。這樣兩個數字相乘就是上面算式的分子8!x38x12!x212。這個結果其實就是如果我們把魔術方塊拆掉,再隨機的組裝起來,一共可以得到的變化數。這個數字是上面結果的12倍。也就是說我們隨意組裝的一個魔術方塊有11/12的概率不能還原到六面分別同色的狀態的。 對於分母的2*3*2,它們分別的意義是,保持其他色塊的位置和朝向不變,不可能單獨翻轉一個棱色塊(也就是將其兩個面對調),不可能單獨翻轉一個角色塊,不可能單獨對調一對色塊的位置。
或者簡單一些說,如果我們用拆卸的辦法強行的把比如一個棱色塊翻轉,在魔術方塊的一切可能的變化下,它可以變化出4.3x1019種樣子,但是絕對變不出六面分別同色的樣子,也絕對變不出六面同色可以衍生出的4.3x1019種樣子中的任何一種。我們翻轉一個棱色塊,魔術方塊就會落入了一個異度空間,永遠不會回來。
魔術方塊的中心塊朝向是可以改變的。某些魔術方塊在各個面使用圖案而不是單一顏色,這時候可以辨認出中心塊朝向和其他色塊的不一致。考慮到6個中心塊各有4種朝向,但不能僅僅將一個中心塊旋轉90度,那麼總的變化數目還要再乘以46/2。此時結果為8857606706155225088000種。
配色
其實魔術方塊並不只有一種配色,現在所流行的是官方版本,事實上也還有其他版本的配色。 (非官方標準六色的方塊不在以下討論範圍中) 日本配色: 這是rubik教授最初研發出魔術方塊時的配色,而在傳到日本流行後,rubik公司 聽取色彩研究者的意見,將一對相似色系的顏色安排在相對兩邊,而日本則維持原來的配色。 目前世界上除了日本生產的方塊外,還有官方二階魔術方塊也是日本配色。 官方配色: 原本方塊並不是以現在俗稱官方配色的貼紙貼法製造的,而是以日本配色製造的,後來官方公 司聽取色彩研究者的意見,將相對兩面的顏色安排為相同色系,正式名稱如下: 順時針BOY+Y(順時針BOY加黃) 亦即某相鄰三面將藍,橘,黃以順時針配置,而相對面則配置本色混合黃色後的顏色(如紅+ 黃=橘),成為世界流行的配色。
三、魔術方塊的種類
A:普通魔術方塊 B:變形魔術方塊
1)三階魔術方塊 1)square one
2)二階魔術方塊 2)非對稱魔術方塊
3)四階魔術方塊 3)異型魔術方塊
4)五階魔術方塊 4)鑽石魔術方塊
5)金字塔魔術方塊
資料來源http://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%AD%94%E8%A1%93%E6%96%B9%E5%A1%8A
Google Doodle魔術方塊故事介紹,有操作及過關畫面
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