主講人：小圓老師
主講人介紹：世界魔方協會中國區官方代表；參與主辦國內30餘場世界魔方協會認證的魔方賽事。
嘉賓：孫虹燁
《最強大腦》第二季人氣選手
孫虹燁魔方品牌創始人
下期預告：如何帶小朋友做科學實驗？線上免費分享，詳情請見文末~~
魔方的祖國是匈牙利。上課時，總有很多學生特別肯定的認為魔方是中國人發明的，看來小朋友的民族自豪感還是很強大的……其實匈牙利有三個特別偉大的發明：原子筆，安全火柴和魔方。
發明魔方的人叫厄爾諾•魯比克，出生於1944年的魯比克教授今年已經71歲高齡了，他目前生活在匈牙利布達佩斯，偶爾到各個國家度假享受生活。——沒錯發明魔方的人還活著！魔方也只有短短41年歷史。
1974年，在布達佩斯大學，建築學教授魯比克先森製作了一個教具，他想用這個教具來增加學生們的空間想像能力。當他把這個塗了顏色的小東西打亂之後發現並不是那麼好復原，於是他意識到了這個小東西是會讓很多人產生興趣的呀！他迅速的為這個發明申請了專利，接下來，他升職加薪，當上總經理，出任CEO，迎娶白富美，走上人生巔峰。這是真的，有江湖傳言，魯比克教授因為發明了魔方，成為了匈牙利首富。
很快，魔方在全世界備受追捧，全世界最暢銷的10大玩具裡肯定有魔方。有數據統計說魔方的全球總銷量是4億個（哈哈哈哈，他一定沒算中國的山寨版魔方賣了多少）……
我大概就趕上了魔方第一次在中國火熱的大潮。小時候去哥哥家玩，就玩哥哥的魔方。真有趣啊，那時候我大概3歲，即便過了20多年，我依然特別清晰的記得那個冬天的下午，我在哥哥家的沙發上坐了一個下午，專心致志的玩魔方，直到我媽叫我吃飯，我才依依不捨的放下魔方走到餐桌前。所以在我的世界，魔方能排第二重要（第一重要的還是吃吃吃……
現在提起魔方這個詞，已經不是單獨一種玩具的稱呼了，魔方已經變成一個很大的種類。有特別多種玩具都叫魔方。我們最常見的這種3*3*3的魔方，據說曾經叫做正六面體三等階魔方，簡稱三階魔方。同樣的道理還有二階魔方、四階魔方、五階魔方、六階魔方、七階魔方等等。目前世界上最高階的魔方是22階魔方。這款魔方的零件是由3D印表機列印完成的。
如果大家路過玩具店，會看到很多種奇奇怪怪的魔方。我們叫做異形魔方。
球型魔方
我的愛好之一就是收藏好看好玩的魔方。當然我只能在我的有限的能力範圍之內買一些不是那麼特別貴的魔方。我有一些土豪朋友，不僅買了很多魔方，還做了很多專門放魔方的柜子。然後買了個房子來展示這些收藏。像下面這個圖這樣。
目前wca認證的三階魔單次還原的世界紀錄是5.25秒。由美國選手Collin Burns創造。給大家看一下世界紀錄：
中國也有很多魔方高手，參加今天分享的就有其中一位：
孫虹燁，參加《最強大腦》第二季晉級賽中以91分高分完成《魔方工廠》項目，順利晉級中國戰隊。他今天的任務是教會大家如何在家裡面和孩子一起自學魔方。下面有請孫老師為大家講解：
魔方是一個特別適合爸爸媽媽和小朋友一起互動的項目。在我很多的教學工作中發現，一開始小朋友上魔方課，是爸爸跟著來的，第二節課，媽媽也來了。最後幾節課乾脆爺爺奶奶姥姥老爺全家人一起都來了。一問為什麼，他們說：孩子他爸拼的太快了，我們來跟著學一下，回去PK過他。真的是這樣的，一個孩子學魔方，一家子受益，爸爸媽媽和孩子一起玩魔方PK，氛圍超級好。
但是呢，現在人們有很多對魔方的誤解，比如玩魔方需要記公式，比如魔方僅僅只是一個玩具。但是其實，魔方並沒有那麼簡單。我們來看兩季最強大腦有六個個魔方項目，最強大腦是一個「讓科學流行起來」的科學嚴謹的綜藝節目，一個玩具六次登上最強大腦的舞臺，魔方的魅力可見一斑。
手眼腦協調。上面小圓放的世界記錄的視頻，5秒鐘，我們還沒看清楚魔方就已經復原了。全過程選手都沒有停頓。這就需要我們手眼腦的協調，手在轉著，眼睛在找著，腦子在思考著，一刻都不挺。並且魔方需要很強的邏輯思維，這是左腦，需要對顏色的快速反應和敏感，這是右腦。一個小小的玩具，左右腦就都鍛鍊了。
提高孩子的專注力和執行能力。我見過最小的玩魔方的孩子是2歲多，20多秒復原。所以年齡並不是影響孩子學不會魔方的基本因素，那什麼才是呢？是專注力和執行力。小孩子學不會玩魔方只是因為他的專注力還夠。其實魔方並不難，只要按照老師的方法一步一步做下來就好了。所以孩子通過一段時間的魔方學習，最直觀的改善就是他坐得住了。並且回家也遠離ipad，手機整天抱著個魔方轉。
提高孩子的記憶力，學習記憶方法。高級方法需要記住119條基本公式，這時候我們就會教孩子一些記憶方法。一條公式由20多個英文字母和一個圖形組成，如果一個孩子119條公式都能記住並且靈活運用，還怕他記不住英語單詞嗎？！
教會孩子如何學習。上面小圓分享了很多異形魔方的照片，但其實很多魔方的原理都是相通的，比如會了三階魔方以後，很多魔方就都可以玩了，這跟我們的數學特別相似。數學就是老師講一道例題，然後變形以後，再讓孩子做，魔方也用到了這樣的變形的思想。我是學數學專業的，魔方其實就是一個一個的模型，完全可以應用到平時的生活學習當中。
最後一點預防老年痴呆。各個年齡的小朋友大朋友都可以來玩魔方。
魔方中的數學問題主要涉及組合數學、線性代數、群論。關係最密切的是群論。
如果你嘗試著玩過魔方，你會發現，無論怎麼轉動，想要在魔方上造成單個2循環（2個稜塊單獨交換位置，或者是2個角塊單獨交換位置）是不太可能的。這就需要從數學的角度來解釋這個問題啦。
簡單來說，群泛指具有類似性質的事務的集合。群論是由德國數學家迦羅瓦在研究高次代數方程求解的問題中創立的。群論是在實踐中發展起來的，從本質上說，它是對對稱性的一種抽象描述，而對稱性又是宇宙中許多事物的共同特性，因此群論創立以後，在物理、化學、生物等許多科學中獲得了廣泛的應用，並取得了許多非凡的成就。
魔方被發明以後，魔方的結構、旋轉特性、甚至單獨塊的循環換位，正是對群論的許多基本概念和定理的最好詮釋。通過魔方來學習群論，會讓理論的變得具體，不在抽象難懂。反過來，在群論的指導下，魔方六面的還原也會變得有規律可循，容易掌握，不在高深莫測、難以捉摸。即使是對數學不敢興趣的純粹魔方玩家，對魔方中的數學有一定的了解，也會提高他玩魔方的技巧和熟練程度，有助於對魔方更深層次的理解。
我在給學生上課的時候，講到最多魔方和數學的直接聯繫就是魔方的變化總數：三階魔方總的變化數為43,252,003,274,489,856,000。或者約等於4.3X10^19。
那麼這個數字是怎麼算出來的呢？其實就是分別算出稜塊角塊的狀態，然後在減掉對稱結構中重複出現的狀態。
當然這些都是比較高年級的學科內容，給小朋友講課的時候我們會用一些最簡單的生活中能遇到的問題打比方，指導學生用數學的辦法去算某個步驟的情況總數，再用公式結合指法進行優化。平時不喜歡數學題目的小朋友，也會願意拿起筆來寫寫算算，畢竟，玩總是最開心的事情嘛。
我的有些學霸小夥伴還喜歡嘗試更加非人類的玩法，用軟體模擬器來求解四維魔方，看起來就是這個樣子的。在二維空間中展示四維魔方的樣子。
大家都知道，目前的大部分魔方是塑料製成的。那麼工業化生產就需要開模，這就需要一定的產量來分攤模具成本。有些結構複雜，需求量小的魔方怎麼玩呢？要麼就是手工製作，要麼就像那個四維魔方一樣用軟體模擬器來玩。
啊，直到3d列印技術出現。
問：玩魔方和數學能力之間有聯繫不？
玩魔方和數學能力的關係，其實是相輔相成的。數學能力好，對魔方結構理解都會更清晰。
問：6歲的小朋友可以學了吧，一定要到魔方學校嗎？
有個環境很重要，好多小朋友都是在幼兒園或者學校上了魔方課，然後一群小夥伴嘰嘰喳喳的一起學習。這樣他會不服輸，自己會更努力。如果是一個小朋友，可以先讓他試試拼幾個指定的塊，或者先拼一個面。慢慢來，由淺入深的就會覺得魔方有意思了。
問：孩子學魔方要從從三階開始嗎？二階不可以嗎？
從三階開始就可以了，我們傾向於從三階魔方開始學習，因為三階魔方是比較基礎的，當然從二階魔方學習也未嘗不可。
問：魔方的各種旋轉就是群論中的變換。那請問快擰是否就是要記住大量的變換乘積？
沒那麼複雜，但是我會轉換成公式來幫助記憶，變換乘積的表現形式就是我們說的公式，但這是高級方法裡面才涉及的。剛開始學魔方可以類比小時候學語言，剛開始學語言的時候我們一開始並不知道「爸爸媽媽」的稱呼是什麼意思，後來使用多了，就理解了。玩魔方也是一樣的，是一個深入淺出的過程。剛開始玩魔方我們先把手法告訴孩子，讓孩子練熟，鍛鍊的過程就是理解的過程，通過一定時間的鍛鍊，就知道為什麼要使用公式，後來就可以達到不使用公式的程度。好多小朋友理解的比較好以後還會自己總結自己的小方法，特別棒。
問：記公式玩有點「知其然而不知其所以自然」的感覺，沒體會到魔方的真諦是這樣嗎？
有點這樣的感覺，就像小朋友背古詩，在他很小的時候，他不明白那些詩詞的具體含義。但是當他有一定的人生閱歷的時候就會豁然開朗。魔方也一樣，先學，然後在練習的基礎上就會明白，搜迪斯奈。
問：好奇列印出來的四維魔方，是四維的三維投影嗎？
答：就像我們在紙上畫立方體。
說到這個想到了，之前小夥伴做的四維12面體模型。
本文由刪改，完整版請戳【閱讀原文】
小朋友面對奇妙世界的問題，
有時並不是幾句話，或者幾本書能解決；
親自動手「證明」下，更加方便孩子們理解。
但是，問題來了！
我對物理/化學/生物不擅長，怎麼辦？
我家沒有專業的設備，怎麼辦？
實驗是不是很危險？
實驗只能在實驗室，跟著老師做？
當然不是，帶小朋友做實驗是一件很有趣的事情。
主講：史軍
講師介紹：植物學博士，果殼閱讀策劃人。著有《植物學家的鍋略大於銀河系》、《大嚼科學.大豆的N種死法》等書。
主題：如何帶小朋友做科學實驗？
時間：11月5日（周四）14:00-15:30
參與方法：
1.入群請先加主頁菌微信，說明親子課家長（微信號：447593793），邀請您入群。
2.在10月15日14:00前，打開【果殼閱讀科學親子課堂】微信群，準備參與老師直播的線上分享就好啦。
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時間安排：
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