Erne Rubik, rzeźbiarz i architekt z Węgier, postanowił wymyślić pomoc wizualną, która pomogłaby jego uczniom lepiej zrozumieć matematyczną teorię grup, ale magiczna kostka była tak popularna wśród uczonych w różnym wieku, że zagadka szybko rozprzestrzeniła się po całym świecie, czyniąc z niej wynalazcę milionerem. Na pierwszy rzut oka schemat kostki Rubika wydaje się niezwykle trudny, ale jeśli dokładnie przestudiujesz opracowane algorytmy i zrozumiesz zasadę montażu, rozwiązanie łamigłówki stanie się wyzwaniem dla prędkości.
Struktura kostki Rubika i nazwy obrotów
Bez podstawowej wiedzy o urządzeniu kostki Rubika będzie bardzo trudno przywrócić pierwotny wygląd tej układanki, nawet bez jąkania się o konkurencję w szybkości jej montażu.
Bardziej popularna kostka 3x3 składa się z 26 elementów, które z kolei dzielą się na:
- centralne, nieruchome elementy, które mają tylko jeden kolor i nie zmieniają swojej pozycji względem siebie, jest ich tylko 6;
- costal (ich 12). Są dwukolorowe i zawsze pozostają na bokach, bez względu na rodzaj obrotu;
- narożnik (8 elementów), które zawsze pozostają w rogach sześcianu i są pomalowane na 3 różne kolory.
W strukturze kostki Rubika znajduje się kolejny element ukryty przed naszymi oczami - to poprzeczka, do której przymocowane są elementy centralne.
W zależności od pojemności kostki niektórych elementów może występować inna liczba lub będą one całkowicie nieobecne. Na przykład w układance 2x2, tylko sześciokątne kostki i tylko osiem z nich.
Sześć ścian sześcianu jest pomalowanych na różne kolory. Warto zauważyć, że kolory są używane tylko pewne i na krzyżu właściwego sześcianu Rubika, są one umieszczone naprzeciwko siebie w parach: biały - żółty, czerwony - pomarańczowy, zielony - niebieski.
Aby wyjaśnić algorytmy rozwiązywania problemu przestrzennego pisane przez formuły, musisz nauczyć się ogólnie przyjętego międzynarodowego oznaczania twarzy i ich obrotów.
Jeśli weźmiesz sześcian w ręce, twarz, która zostanie nazwana erudytą, nazywa się czołową i jest oznaczona przez łacińską literę F, przeciwna strona - tył (B), również rozróżnia lewy (L), prawy (R), górny (U) i dolny, odpowiednio. (D) krawędź.
Aby oznaczyć obrót konkretnej ściany o 90 ° we wzorach do montażu kostki Rubika, należy wskazać łacińską literę.Podczas podwójnego skrętu znajduje się obok niego cyfra 2. Jeśli obrót odbywa się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, do litery zostanie dodany apostrof. Zatem R ¢ oznacza, że prawą stronę należy obrócić o 90 ° w kierunku przeciwnym do ruchu zgodnego z ruchem wskazówek zegara.
Sekrety zespołu kostki Rubika: elementy, części, kluczowe pojęcia
Erne Rubik nad złożeniem wymyślonej przez niego puzzli przez miesiąc. Teraz dla tych, którzy zdecydowali się podbić magiczną kostkę, opracowano wiele technik.
Najpopularniejsze to:
- Dla początkujących - szczegółowy przewodnik, który łamie algorytm rozwiązywania problemu na siedem etapów.
- Metoda Jessica Friedrich jest najpopularniejszą metodą wśród miłośników prędkości, choć pod wieloma względami odzwierciedla algorytm dla początkujących.
- Intuicyjna metoda Valery'ego Morozowa. Nie ma w niej żadnych formuł, jego istotą nie jest dostarczenie gotowego rozwiązania, ale pomoc w zrozumieniu urządzenia kostki, aby samodzielnie dojść do rozwiązania zagadki.
Aby dowiedzieć się, jak złożyć kostkę Rubika, często należy najpierw rozłożyć kostkę na osobne elementy, a następnie złożyć ją ponownie. Pomoże to lepiej zrozumieć jego strukturę i szybko nauczyć się algorytmów rozwiązania.
Przed rozpoczęciem konkretnej techniki montażu kostki należy zapoznać się z niektórymi koncepcjami, które często znajdują się w algorytmach.
Prawidłowy krzyż to krzyż, w którym krawędzie sąsiadują z kolorami centralnych elementów na bokach, tworząc jednocześnie na górnej powierzchni koloru odpowiadającego środkowemu elementowi.
Błędny krzyż różni się od poprawnego tym, że sześciany tworzące krzyż na górnej powierzchni nie pasują do krawędzi czołowych elementów z kolorem boków.
Prawidłowe pary są parami elementów krawędziowych o dopasowanych kolorach na odpowiednich powierzchniach, które mogą być jednocześnie instalowane w pierwszej i drugiej warstwie układanki.
Schematy i etapy montażu kostki Rubika dla początkujących
W tej chwili istnieje kilka wariantów mechanicznej łamigłówki, która pojawiła się w 1974 roku. Są to kostki o różnej liczbie elementów tworzących twarz, a także podobne układanki: piramida Meffert i wąż, składające się z segmentów - regularnych trójkątów. Rozważmy kolejność i etapy montażu różnych wariacji sześciennych.
Jak zbudować kostkę Rubika 2x2
Pikseli Rubika 2x2 cyfra jest również nazywana Mini-sześcianem. Ta łamigłówka pojawiła się jednak nieco później, ale stała się nieskomplikowana, ale lekka wersja klasycznego sześcianu. Początkujący erudyta będzie w stanie opanować swój montaż w ciągu zaledwie 20-30 minut.
Rozwiązanie zagadki obejmuje tylko trzy kroki:
- Składanie pierwszej warstwy - musisz połączyć elementy kostki, aby na dolnej warstwie były one tego samego koloru, a ich boczne powierzchnie były dopasowane parami w kolorach.
- Układ elementów górnej warstwy. Na tym etapie musisz określić kolor dolnej warstwy. On jest jedynym, którego nie ma w dolnej warstwie. Następnie umieść kostki górnego rzędu w rogach, które będą pasować do kolorów na krawędziach elementu, ale nie jest konieczne, aby kolory pojawiały się na ich miejscach.
- Obrót elementów górnej warstwy - należy obrócić narożne sześciany zgodnie z ruchem wskazówek zegara lub przeciwnie do ruchu wskazówek zegara, tak aby stały się we właściwych pozycjach i kostka Rubika zostanie zmontowana.
Aby poprawnie ułożyć kostki dolnej i górnej warstwy, stosowane są następujące formuły:
- zamiana elementów przekątnych - VfPVP'V'F ';
- rearanżacja ze sobą sąsiednich elementów - FVF'V'L'V'L.
Aby przesunąć krawędzie elementu:
- zgodnie z ruchem wskazówek zegara - FN²F'P'N²P;
- przeciwnie do ruchu wskazówek zegara - П'Н²ПФ²²Ф '.
Puzzle 3x3
Aby złożyć sześcian Rubika 3x3, musisz przejść przez siedem etapów:
- Zbierz właściwy krzyż w pierwszej warstwie. Krzyż elementów, jaki kolor zbierać nie ma znaczenia, ale wielu woli zacząć od białego schematu kolorów.
- Ułóż rogi pierwszej warstwy miejscami, a pierwszy rząd kostek zostanie złożony.
- Połóż środkowe żebra na swoich miejscach, po tym etapie zbierzesz dwie warstwy.
- Zbuduj właściwy krzyż na dolnej warstwie.
- Umieszczenie elementów narożnych w ich miejscach i kolory ich twarzy powinny odpowiadać zajętemu rogowi, ale niekoniecznie znajdować się na ich miejscach.
- Ostatnim etapem jest obrócenie elementów narożnych do właściwych pozycji.
Zaczynając układanie kostki, ważne jest, aby nie obracać kostki w dłoniach, aby nie zgubić się w ułożeniu twarzy, która z nich jest górna, prawa, tylna, lewa lub przednia.
Kostka Rubika 4x4
Rozwiązanie tej wersji łamigłówki, pomimo dużej głębi bitowej, można przeprowadzić na mniejszej liczbie etapów:
- Składanie centrów - musisz umieścić cztery elementy tego samego koloru na środku każdej twarzy.Warto tutaj zwrócić uwagę, że centra tego sześcianu nie są stałe, to znaczy, że można samodzielnie wybrać, który kolor będzie przeciwny do którego.
- Montaż krawędzi. Na tym etapie musisz powiązać krawędzie krawędzi w ich miejscach. Jeśli wszystko zostanie wykonane poprawnie, to po tym się skończy sześcian, w którym tylko narożne elementy znajdą się w niewłaściwych miejscach.
- Układ narożników i rozwiązanie parytetów. Używając formuł kostki 3x3 Rubika i obracając tylko zewnętrzne krawędzie, możesz ukończyć zagadkę. Prawda na tym etapie może nie być tak gładka, mogą pojawić się parytety - sytuacje niemożliwe w kostce 3x3. Może się zdarzyć, że po ich rozwiązaniu smukłość górnej warstwy trochę się zawali, nie ma się czym martwić, algorytmy klasycznej wersji układanki pomogą uporządkować je w niezbędnej kolejności.
Szybka budowa puzzle 5x5
Duża część układanki nie wpływa znacząco na algorytm rozwiązania, etapy będą takie same:
- Najpierw zbieramy centra dziewięciu centralnych kostek tego samego koloru na każdej twarzy. Aby zaimplementować ten etap, nie jest konieczne zapamiętywanie formuł, zrozumienie procesu znacznie uprości to zadanie, zamieniając je w zwykły znacznik.
- Montujemy i układamy krawędzie trójkątów na swoich miejscach.Rozwiązując ten problem, nie jest konieczne obracanie centralnych warstw, wszystkie manipulacje powinny być wykonywane tylko z zewnętrznymi.
- Gdyby okazało się, że wszystkie krawędzie zostały zebrane, z wyjątkiem dwóch, których nie można zastąpić, wówczas ta sytuacja jest nazywana parzystością. Dopiero po jego rozwiązaniu możemy przejść do ostatniego etapu montażu.
Najszybszy sposób. Metoda Jessica Friedrich
Ta metoda szybkiego montażu jest najczęściej używana przez chłodziarki prędkości, ale nie jest zalecana dla początkujących, którzy lepiej poznają algorytm krok po kroku, aby zrozumieć zasadę puzzli.
Aby opanować metodę Jessica Friedrich, będziesz musiał zapamiętać aż 119 (!) Algorytmów, które zostaną zastosowane w następujących krokach:
- Układ elementów we właściwym krzyżu na stronie początkowej, średnio, ten problem można rozwiązać w siedmiu ruchów.
- Przywracanie położenia elementów pierwszej i drugiej warstwy poprzez umieszczenie czterech par kąta bocznego. Aby postawić każdą parę po właściwej stronie, będziesz musiał wykonać siedem ruchów.
- Orientacja pozostałej nieodebranej warstwy, gdy obie krawędzie i rogi są jednocześnie obrócone tak, aby wyglądały na kolor ostatniej powierzchni.Aby rozwiązać ten problem, musisz opanować pięćdziesiąt siedem permutacji.
- Przenoszenie elementów w ostatniej warstwie, dla których trzeba opanować kolejne 21 algorytmów. Średnio, metoda Jessica Friedrich umożliwia rozwiązanie łamigłówki 3x3 w 56 ruchach.
Jak złożyć kostkę Rubika z zamkniętymi oczami
Jeśli twoje umiejętności wystarczą do stabilnych wyników w rozwiązaniu kostki Rubika z otwartymi oczami w ciągu jednej minuty, możesz opanować nowy poziom - na ślepo. Tutaj nie jest rozwiązaniem zagadki jako takiej, ale na pierwszy plan wysuwa się zapamiętywanie położenia przegrupowanych elementów na twarzach.
Na przykład w zawodach z szybkością, czas składania na ślepo obejmuje nie tylko czas na bezpośrednie manipulowanie kostkami, ale także czas na oglądanie.
Często speedcubers używają metody rzymskiego pokoju, który jest również nazywany Pałacem lub Drogą Cicero, do zapamiętania. Istota tej metody polega na tym, że w wyobraźni odtworzono pomieszczenie lub dobrze znaną trasę, a pojęcia (w naszym przypadku lokalizacja elementów puzzli) są powiązane z obiektami w pomieszczeniu lub po drodze.Następnie, podczas rozwiązywania łamigłówki, pozostaje tylko przejść znaną drogą (lub pokojem) i umieścić elementy na swoich miejscach.
Nie powinieneś się denerwować, jeśli nie uda ci się zmontować kostki Rubika z zawiązanymi oczami po raz pierwszy, ponieważ dzięki użyciu narządów dotyku nie udaje się rozwiązać tego problemu bez treningu za pierwszym razem.
Kto posiada rekord najszybszej wersji
Aby szybko złożyć kostkę Rubika, potrzebujesz nie tylko mistrzowskiego posiadania algorytmów do przesuwania fragmentów puzzli do pożądanej pozycji. Wymaga to również zwinności wirtuoza i prędkości ręki.
Ci, którzy po raz pierwszy postanowili złożyć tę zagadkę, mogą rozwiązać kilka problemów od kilku godzin do kilku dni, ale australijski Feliks Zemdegs w 2016 r. Poradził sobie z tym zadaniem przestrzennym w zaledwie 4,73 sekundy. Wynik ten wydaje się imponujący, ale nie jest to limit prędkości ludzkiego mózgu i rąk, ponieważ już w 2017 roku odnotowano nowe osiągnięcie amerykańskiego piętnastoletniego nastolatka Patricka Ponsa. Miał tylko 4,69 sekundy.
Teraz nadszedł czas, aby odetchnąć i dowiedzieć się, co i kto jest właścicielem rekordu do szybkiego montażu kostki Rubika.Ten sam Felix Zemdegs w 2018 roku nie tylko pobił swój rekord, ale także amerykański młody uczony, układając układankę w 4,22 sekundy.
