【科技節速遞】玩轉魔方 超越夢想

2021-02-14 開心三小

    科技節各項比賽精彩紛呈,都已一一展示過了。也該我們「玩轉魔方」比賽隆重登場了。我們魔方比賽雖然時間很短,但是我們玩兒的就是速度,比的就是心跳。先來看看比賽現場吧。不說了,上圖!

    在當天的「玩轉魔方」比賽中,「魔方」社團指導老師班宏娟向所有參賽選手介紹了比賽規則,所有魔方都被隨機打亂,參賽者同時開始比賽,把魔方還原,用時少的選手獲勝。隨著班老師的一聲令下,比賽開始了,小選手們神情非常專注,動作十分嫻熟,手中的魔方上下翻飛。三(2)班的莊瑾萱僅用37秒就將魔方成功復原奪得了桂冠,其他選手也取得了不俗的成績。

一等獎:

莊瑾萱   三(2)

王梓默   三(2)

查旻韜   三(3)

錢憶涵   四(2)

二等獎:

丁子墨    三(1)

鮑維佳    三(1)

潘詩堯    四(1)

宋從睿    四(3)
三等獎:

秦蘇陽    三(2)

張泓傑    四(2)

謝欣辰    三(3)

黃妍凌    三(3)


    賽事播報完畢。什麼?還有的小盆友不知道魔方是何物?呃,好吧,就讓本小編來為大家普及一下魔方的歷史吧。

    魔方,英文名為Rubik's Cube,又叫魔術方塊或魯比克方塊和幻方,是一種手部極限運動。通常泛指三階魔方。三階魔方魔方形狀通常是正方體,由有彈性的硬塑料製成。玩法是將魔方打亂,然後在最短的時間內復原。目前三階魔方官方世界紀錄是由來自澳大利亞的Feliks Zemdegs(菲利克斯·曾姆丹格斯)保持的4.73秒。

  

    魔方在香港地區也叫扭計骰。魔方最早是由匈牙利布達佩斯建築學院厄爾諾·魯比克教授在1974年發明的。

    三階魔方的英文官方名字叫做Rubik's Cube,也就是用魯比克教授的名字命名的,是當前最普遍的魔方種類。它每個邊有三個方塊,官方版本魔方邊長為57毫米,三階魔方的總變化數是(8!x3^8x12!x2^12)/(2x2x3)=43,252,003,274,489,856,000或者約等於4.3x10^19.三階魔方由一個連接著六個中心塊的中心軸以及8個角塊,12個稜塊構成,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平轉動而不影響到其他方塊。三階魔方是生活中最常見的,而在2011年03月出現了新型三階-麵包三階,打破了三階魔方立方體的常規設計。
    當前主流競速三階尺寸約為56mm。

    魔方的構造:魔方有8個角色塊,12個稜色塊,6個中心塊,中心塊相對位置永遠不變,一定是紅橙相對,藍綠相對,黃白相對,也就是相近的顏色相對。中心塊是什麼顏色,這一面最後就會是什麼顏色。 大家注意黃白中心塊永遠是相對的,我們第一步就要用到這個。

1

第一步我們的目標是要對成下面這個圖的樣子:

注意啊,這步你最終對好的十字必須如圖,每個側面的稜和中心是同色的。

2

為了對成上圖這樣,我們要先對好下圖這樣的一朵小花,這朵小花是在白色的對面,也就是黃色為中心的面,他的好處是不用對齊側面顏色,這會給我們減少很大的難度。後面我們可以很方便的把這朵小花變成左圖這樣。

3

接著我們來看如何對這兩個小花。

對於上面兩個圖裡的B和D位置,我們一步就可以把他轉到頂層。如果有已經在頂層的白色稜色塊擋著就轉一下頂層,讓一個空位給他就好了。請看我們B和D位置的例子,請參考圖解下面小字的提示。

4

而對於A和C位置,我們轉一下側面他就會變到B和D位置,也就和上面的情況一樣了。如下面的例子。

5

下面就是要把這朵小花變成四面都對齊顏色的白色十字。其實非常簡單,就是把四個小稜塊逐一對好側面顏色,然後翻下去就行了。公式:U'F2yU'R2yR2y2U'R2z2

6

接下來就是對好第一面加上四個側面的T字形。

做好這一步其實你只要學會一招就夠了。那個含有白色的角色塊,轉來轉去之後就只有下面6種可能的位置。

A和B位置是最標準的情況,你先儘量找這樣位置的角塊,只需下面簡單的三步就可以把這種情況搞定。

對於C、D、E、F, 我們就是把他們變成A或B。如果你實在現在找不到A或B情況,請先到後面看看怎麼把C、D、E、F轉換成A或B再回來看A和B的解法。

在開始做公式之前,我請大家一定要注意一點,請看下面兩個圖,

這兩個圖都是白色的一面已經對好,但是側面的T字形沒有出來。為什麼呢?因為在第一個圖裡面,最靠近我們的白藍橙小角塊,他要上到的角應該是藍色和橙色所夾的那個角,但是他上錯了,所以T字沒有出來,你看第二個圖裡面,白綠橙他就上對了 ,但是其他的小角塊上錯了。要上對角就要在一開始把這個小角塊擺在他正確的目標位置下面,再開始做我們下面的公式。 對於A位置只需下面三步:

對於B位置,其實完全一樣,就是把剛才的3步像照鏡子一樣的做一遍就行了。而對於C、D、E、F位置,你總可以用旋轉側面和底面將其轉到A或B位置。

7

接下面就是對好第二層了。

8

從上步開始我們引入了公式的標記,為了以後的提高,大家還是熟悉一下這些標記,下面的表格列出了字母的意思,不帶'就是順時針,帶'就是逆時針,加2就是轉180°。魔方

比如F就代表前面順時針轉90°,F'代表前面逆時針轉90°,R2代表右面轉180°, 轉180°順時針逆時針轉永遠等效。比如R2就永遠等於R'2,就這麼簡單,大家明白了吧。

F= front face 前面B= back face 後面R= right face 右面

L= left face 左面U= up face 上面D= down face 下面

同樣重複做其他三個稜,第三步就完成了。我們到現在為止一共就學了2個公式吧(做T字形是一個,遠切回回接孩子放學是一個),所以大家要加油啊。

9

接著在新的黃色頂面畫十字。

這個公式會按順序從左到右在這4種情況中切換,也就是如果你遇見"點"(就是上面第一個圖),你就要應用3次這個公式(每次之前都要按照上圖擺好魔方頂層的方向再開始哦),遇見"小拐彎"就要應用2次公式。 公式如下:

FRUR'U'F'

10

調整頂層角色塊的朝向,對好頂層黃色面。

現在我們開始說公式了,對於第一種情況,我們看在頂層的那些黃色像不像一個小魚的形狀,頂面已經是黃色那個角就是魚頭,我們 要把他放在最上面(也就是離你最遠的"左后角"),這時你不用關心下面兩層的哪個顏色朝前,在側面的三個黃色你應該可以發現他們是一順的,我們把這種情況叫做小魚1。

下面這個公式的作用就是保持魚頭的那個角的黃色始終朝上,同時把下面三個一順的黃色翻到頂面。

小魚1:

R'U'RU' R'U'2R

11

對於第二種情況,我們應該發現他也是小魚,但是三個側面的黃色是向另一個方向順,我們把他叫做小魚2。其實你仔細觀察,光看黃色,小魚2和小魚1有點兒照 著鏡子對稱的意思,鏡子(對稱軸)就是魚頭的平分線(這個小魚1和小魚2的鏡像關係不是重點,有的同學不感興趣就算了:)),所以他們公式的每一步也都像照鏡子一樣的一一對應,小魚1頂層一直在做逆時針旋轉,小魚2頂層就會一直順時針旋轉。

小魚2:

FUF'U FU2F'

12

小魚1和小魚2非常重要,在第7步也要用到,所以大家一定要記牢。下面的兩點和表格裡的圖是幫助大家記憶的(可選看)。

(1)你要多關注魚頭旁邊的兩個角,哪個角的黃色在後面,你第一步就用底層的三個白色替換這個黃色( 具體請看下圖)。替換這個動作,我們只會旋轉前面或者右面,或者說魚頭永遠是不會被破壞的。

(2)第二步總是讓頂層兩個組合好的小色塊向魚頭方向轉,並且整個公式中兩個組合好小色塊一直保持著這個方向,在頂層要旅遊一整圈,最後被接回底層。

13

接著調整頂層角色塊順序。

兩角中間的稜顏色和下面兩層的顏色我們不用關心。現在把這條邊放在右邊,我們就可以開始我們的公式了。

讓黃色面朝著你自己R2D2R' U'RD2R'U R'

讓黃色面重新朝上旋轉頂層,對齊四角顏色

14

最後調整頂層稜色塊順序,將魔方最後還原。首先你要把已經對好顏色的那個面放在前面(不一定是紅色面哦)。再用第五步的小魚1+整個魔方以豎直線為軸魔方轉180°+小魚2就行啦。

如果你碰見左邊兩種情況,你就可以任意方向擺放魔方,然後用一遍剛才的逆時針的公式小魚1+整個魔方轉180°+小魚2,或者順時針的公式小魚2+整個魔方轉180°+小魚1, 兩個都行,他就會轉換成剛才我們學過的順時針或者逆時針的情況了。

如果在此步你碰到的情況不是上面四種情況之一,比如你只需要交換一對 兒小稜塊,那麼就是你的魔方裝錯了,你就一定要卸下兩個稜,交換他們的位置,只要調整一次,這種情況就永遠不會出現了。

上面介紹的方法,雖然我們不用記新公式了,但是很長。如果你願意,可以再記幾個魔方高級玩法PLL公式 ,這幾個公式可以讓你大大提高完成此步的速度。

(RU' R) U (R U RU') (R'U' R2)

(R2' U)(R U R'U')(R'U')(R' U R')

M2UM2U2M2UM2

.(U R'U')(R U'R) U (RU'R'U)(R U R2U')(R'U)

15

至此,我們的魔方終於完成了,大家可以好好慶祝啦:

    好啦,魔方的相關知識本小編就介紹到這兒啦!怎麼樣?是不是覺得本小編很牛?悄悄的告訴你一下,本小編可沒辦法玩轉魔方喲。親愛的小朋友,看看誰能有本事把本小編教會喲!

    (編輯:劉勇)

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