魔術方塊和數學 | 社區大學終身學習網
![魔術方塊和數學](https://i.imgur.com/1IaoGs0.jpg)
2019年1月8日—魔術方塊的英文是「Rubik'sCube」,中文直翻就是盧比克的方塊,因為它是由匈牙利的建築系教授魯比克發明的。1974年,他把突發奇想的創意告訴他的 ...
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撰文|賴加翌
魔術方塊的英文是「Rubik’s Cube」,中文直翻就是盧比克的方塊,因為它是由匈牙利的建築系教授魯比克發明的。1974年,他把突發奇想的創意告訴他的學生:由26個小立方體組合的3×3×3的方塊,要讓人可以自由轉動,但每個小方塊都不能掉落。他的學生做出來以後,魯比克就申請了專利。他認為魔術方塊不只是有趣,藝術價值也相當高。之後魔術方塊受到歐洲人的歡迎,而且這股熱潮在1990年代傳到了台灣,現在它已經普及到夜市或路邊攤都隨處可見,YouTube上還有數萬個教學和示範。
●魔方的公式解
轉亂之後的魔術方塊五顏六色隨機分布,對初學者來說看起來很複雜,但就像帶公式解數學題目一樣,也能靠著套用公式來完成。在40幾年的魔方發展史裡,愛好者們除了更新快轉的世界紀錄之外,也不斷地在解法公式上下功夫──越方便簡潔的公式,就越有可能在速度上有突破!網路上流傳的解法很多,最常見的是按順序拆解。第一層和第二層因為限制比較少,所以比較容易。第三層就難很多,轉到位的同時要維持轉好的兩層不被打亂。
一個好的公式講求容易記憶,現在網路上已經有很多資源能夠幫助到初學者。利用圖解和表格,再搭配口訣記憶,讓人的學習速度提升不少。很多人投入了半個小時就能成功轉出來,如果再花幾個小時練習,轉成習慣之後就不必一直看著表格。玩了一個禮拜的人,完成速度都會大幅提升,甚至5分鐘就能搞定轉亂的魔方。
●上帝的數字
魔術方塊蓬勃發,許多相關的研究也不斷累積。一個重要的問題:「三階魔術方塊被打亂後,最少可以用幾步完成還原?」這個問題的答案引起許多人的興趣,被稱作「上帝的數字」。佛雷和辛馬斯特在1982年出版的著作裡面,有討論到這個主題。在他們的證明裡面,上帝的數字在17和52之間。1995年,美國玩家瑞德更進一步,將上帝數字的範圍縮減到20至29。2007年,東北大學兩位計算機科學家古柏曼與他的學生庫柯爾,用平行演算法和120台處理...
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