Кубик Рубика выдал свой секрет через три десятилетия
- Джонатан Филдес
- Би-би-си, отдел технологий
Подпишитесь на нашу рассылку ”Контекст”: она поможет вам разобраться в событиях.
Подпись к фото,На международные соревнования по решению головоломки собираются тысячи энтузиастов
Длившиеся почти 30 лет поиски самого короткого решения задачи кубика Рубика, похоже, подошли к концу.
Исследователи пришли к выводу, что любая случайная комбинация составляющих элементов этого устройства может быть преобразована в одноцветные стороны за 20 и даже менее ходов.
Международная группа экспертов воспользовалась компьютерным парком компании Google: здесь перебирались все возможные комбинации 54 цветных квадратов, из которых составлена эта механическая головоломка.
Полученный минимум в 20 ходов получил название «число Бога», поскольку всезнающее божество должно знать и оптимальное число комбинаций, необходимое для решения головоломки.
«Мы знаем теперь наверняка, что это волшебное число равно 20», — заявил профессор Морли Дэвидсон, математик из Кентского государственного университета в штате Огайо.
Всего общее число начальных позиций кубика Рубика — 43 квинтиллиона (миллиарда миллиардов). Из них, как показали вычисления, существует более 100 тысяч позиций, которые могут быть решены за 20 ходов. Однако большинство этих решений может быть достигнуто за 15-19 ходов.
Запредельные цифры
До 1995 года эксперты полагали, что теоретическим минимумом ходов для кубика Рубика является число 18. Затем исследования математика Майкла Рида показали, что имеются начальные конфигурации, которые невозможно решить менее чем за 20 ходов.
Пропустить Подкаст и продолжить чтение.
Подкаст
Что это было?
Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше.
эпизоды
Конец истории Подкаст
Однако профессор Дэвидсон считает, что эта цифра — чисто гипотетическая, потому что никому пока что не удалось обсчитать все возможные конфигурации.
Для анализа всех таких комбинаций исследователи разбили 54 элемента кубика их на 2,2 млрд групп, которые получили название «косетов», каждый из которых содержит 20 млрд комбинаций.
По словам профессора Дэвидсона, было бы совершенно безнадежным попытаться просчитать все группы. Поэтому исследователи сократили их число путем выявления дубликатов и используя теорию симметрии для выявления сходных комбинаций.
Им удалось, в конце концов, сократить количество косетов до 56 млн.
На анализ каждого косета у хорошего настольного компьютера уходит 20-30 секунд. Это означало, что первоначально ученые решили воспользоваться суперкомпьютером. Но тут, по словам профессора Дэвидсона, на сцене появилась компания Google, которая предложила воспользоваться своим компьютерным парком, который состоит из тысяч соединенных между собой персоналок.
«Кубик Рубика был в 1980-е годы, когда я был молод, очень популярен, и благодаря ему я и занялся математикой», — рассказывает профессор Дэвидсон.
По его словам, группа исследователей, которую он возглавляет, может теперь заняться решением подобной проблемы для более сложных версий головоломки Рубика в виде октаэдра или шара.
Кубик Рубика — секреты, названия, строения вращений, рекорды
Кубик Рубика — рядовая головоломка, являющаяся наглядным пособием для алгебраической теории, внезапно привлекла внимание всего мира. На протяжении не одного десятилетия она заставляет людей, далеких от математической сферы, погружаться в увлекательный процесс. Уникальный кубик – лучший способ совершенствования логического мышления и тренировки памяти.
Секреты кубика Рубика
Шесть сторон изделия имеют определенные оттенки и строгое расположение, запатентованное производителем. Существующие подделки можно разоблачить именно по непривычной цветовой гамме и отличающемуся от оригинала распределению цветов.
Обучающие материалы всегда «придерживаются» стандартного оформления, поэтому абсолютно не удивительно, что новички, используя аналоги, путаются в объяснениях.
Все стороны состоят из конкретного набора квадратиков. Их число и определяет вид Кубика — 3х3, 4х4, 5х5 и т.д.
Дебютная модель, которую собрал Эрнё Рубик, состояла из 27-ми деревянных кубов, идентично выкрашенных в 6 оттенков. Автор на протяжении месяца старался сгруппировать элементы так, чтобы все они совпадали по оттеночной принадлежности. Намного больше времени изобретатель потратил на разработку механизма, скрепляющего детали.
Классический современный куб состоит из таких частей:
• Центров – неподвижных деталей, закрепленных на вращательных осях. Они направлены к обладателю исключительно цветной гранью.
• Ребер – подвижных частичек. Владелец имеет возможность видеть две окрашенные стороны. Цветовой набор здесь стандартный.
• Углов – восьми движимых элементов, расположившихся на вершинах изделия.
Каждый имеет три цветных края.
• Скрепляющего механизма – плотной крестовины из крепко сцепленных осей. Бывает альтернативный вариант, выглядящий как сфера. Его применяют в скоростном и многоэлементном варианте. Самой сложной является конструкция с четным числом деталей – это система связанных клик устройств, которые иногда объединяют с крестовиной. Бывают магнитные механизмы, предназначенные для профессиональных изделий.
Поклонники квадратного ребуса постоянно сражаются на время. Для достижения поставленной цели они не только тренируют ловкость рук, но и изучают, запоминают и доводят до автоматизма десятки и даже сотни разных комбинаций. У подобного вида спорта даже есть свое название – спидкубинг!
Турниры проводятся с завидным постоянством, а таблица рекордов неустанно обновляется. Современные пользователи открывают для себя новые вершины для покорения и уверенно к ним стремятся. На состязаниях нередко проходят противостояния вслепую, с помощью одной руки и даже ногами.
Названия и строения вращений
Для описания манипуляций с прославленной головоломкой, создания схем разрешений и просто комфорта был сочинен специальный язык вращений. Он выглядит, как привычные буквы, которые предназначены для особой грани и метода вращения. Стороны имеют заглавные буквы!
Русскоязычная инструкция выглядит так:
• Ф – фасад
• Т – тыл
• Л – левая
• П – правая
• В – верх
• Н – низ
Мировой вариант, конечно же, прибегает к пользованию английского алфавита:
• R – right
• L – left
• D – down
• U – up
• B – back
• F – front
Центральные элементы, как и грани, называют одной буквой Ребра имеют двубуквенное сочетание. Например, FR или UL Углы описываются тремя – FRU Группы частиц, являющиеся средними слоями, также проименованы:
• М – middle (между L и R)
• E – equatorial (D и U)
• S – standing (B и F)
Вращательные движения совмещают буквы, соответствующие сторонам, и дополнительные знаки:
• Апостроф ’ показывает, что повороты совершаются против часовой стрелочки
• Цифра 2 говорит о повторе
Как работает кубик Рубика?
Для решения, в какую же сторону сделать оборот, необходимо мысленно представить часовой циферблат и «идти» за воображаемой стрелкой! Еще есть очень важное значение – W.
Оно заявляет о повороте двух слоев. Перехваты – поворот целого кубика. Они совершаются в 3-х плоскостях:
• x и x’ – движение по оси «Х», совпадающее с оборотом правой стороны
• y и y’ – по оси «Y», совпадающее с верхней частью
• z и z’ – по оси «Z», совпадающее с фронтальным краем
• z2, х2 и y2 – это двойные перехваты
Помимо общепринятых правил, руководства переполнены сленгом, знаменитыми в окружении спидкуберов названиями всевозможных техник, фигурок или узоров. Также задействованы схематические описания, где востребованы стрелки. С прибавлением опыта в сборке кубика все существующие объяснения становятся максимально понятными и воспринимаются на уровне интуиции.
• Шапка – это собранные на грани цветовые детали.
• Пояс – это смежные с «Шапкой» окрашенные элементы.
• Крест – это фигурка из пяти частичек идентичного оттенка.
• Флип – это разворот ребра в одной точке относительно центра.
Все желающие могут научиться собирать чрезвычайно запутанный куб, чувствовать логическую последовательность движений и отрабатывать простейшие алгоритмы.
Перед принятием какого-то решения, нужно хорошенько осмотреть изделие и выявить однотипные частицы, которые сформируют Шапку. Зачастую процесс начинается с белой грани, хотя истинные мастера позволяют себе менять траекторию действий.
Кто установил рекорд максимально быстрой сборки кубика Рубика?
Феликс Земдеггс – известный житель Австралии, который дважды обновлял рекорд в 2018-м году. Изначально результат составлял 4.6 сек., а в мае нынешнего сезона он уменьшил показатель до 4.22 секунды. Также молодой спортсмен отметился в период с 2015 по 2017-й годы, оставив на страницах Книги Гиннеса несколько действующих рекордов.
Vintage Rubik Puzzle — Etsy.de
Etsy больше не поддерживает старые версии вашего веб-браузера, чтобы обеспечить безопасность пользовательских данных. Пожалуйста, обновите до последней версии.
Воспользуйтесь всеми преимуществами нашего сайта, включив JavaScript.
Найдите что-нибудь памятное, присоединяйтесь к сообществу, делающему добро.
(160 релевантных результатов)
Разум, стоящий за кубиком Рубика, прославляет непреходящую головоломку0001
FILE — Игрок играет с Волшебным кубиком Рубика на международной игровой ярмарке SPIEL в Эссене, Германия, 26 октября 2017 г.
(AP Photo/Martin Meissner, File)
НЬЮ-ЙОРК (AP) — Если вы Если у вас когда-либо были проблемы с сборкой кубика Рубика, хороший совет — разбить его на этапы. Стоит попробовать: это совет от человека, который его изобрел.
«Решение проблем — это основная деятельность человеческого разума, и если проблема сложная, вам нужно разделить ее на более мелкие элементы», — говорит Эрно Рубик, изобретший куб в 1974.
Рубик видел, как его головоломка на сопоставление цветов прошла путь от учебного пособия в классе в Венгрии времен холодной войны до мирового феномена, когда было продано более 450 миллионов кубиков и мини-империя связанных игрушек.
«Для меня куб олицетворяет свободу. Свобода никогда не бывает бесконечной», — сказал он во время недавнего визита в Нью-Йорк. «Это позволяет вам делать то, что необходимо для достижения вашей цели».
Оригинальный кубик Рубика 3×3 имеет более 43 квинтиллионов — это более 43 000 000 000 000 000 000 — возможных конфигураций, но принципы, лежащие в основе кубика, были переделаны для кубиков 2×2, 4×4 и 5×5, настольной игры под названием «Гонка Рубика», пирамиды, башни и рождественская елка, среди прочего.
Он даже перешел на электронные носители с Rubik’s Revolution и Rubik’s Touch. Spin Master приобрела бренд в 2021 году. Их последняя головоломка называется Phantom, которая берет исходный куб 3×3 и добавляет тест на память: с помощью термохромной технологии многоцветные плитки становятся черными, если тепло руки пользователя не делает их видимыми. .
«Принцип куба ничем не ограничен», — говорит Рубик. «Сложность задачи заключается в том, чтобы стимулировать наш ум, и это делает его гораздо более приятным занятием».
Цель всех головоломок Рубика состоит в том, чтобы начать с какой-то случайной и перетасованной беспорядочной конфигурации и, вращая грани или части, преобразовать каждую сторону в один цвет или узор из цветов.
Опытные сборщики кубиков могут собрать кубик Рубика за считанные секунды, а действующий мировой рекордсмен собирает кубик за 3,47 секунды. Есть также рекорды Всемирной ассоциации кубов по самому быстрому решению с завязанными глазами или одной рукой.
Потребовалось 36 лет после изобретения игрушки, чтобы кто-нибудь придумал ответ на минимальное количество ходов для ее решения. В 2010 году группа математиков и программистов доказала, что любой кубик Рубика можно собрать за 20 ходов.
Рубик был подающим надежды художником, который надеялся стать скульптором или художником, прежде чем он начал изучать архитектуру, которая, как он утверждает, является искусством с определенной функцией: «Архитектура изменяет окружающую среду в соответствии с нашими потребностями».
Получил диплом архитектора в Будапештском технологическом университете и стал преподавателем кафедры дизайна интерьеров в Академии прикладного искусства и ремесел в Будапеште.
Рубик регулярно использовал физические модели и материалы для обучения концепциям строительства и дизайна.
«Как нашему телу нужны упражнения, так и мозгу нужны такие же упражнения», — говорит он. Так родился элегантный обучающий инструмент, который он назвал «Волшебный куб».
«Я пытался сделать это как можно проще, потому что думал, что сама задача достаточно сложна», — говорит он. «Тебе больше не нужно усложнять».
Головоломка, в центре которой используются закругленные элементы, проста в освоении, но настолько сложна для решения, что не один кубер в отчаянии швырял ее через комнату.
«Одним из главных ключей куба является противоречие между сложностью и простотой», — говорит Рубик. «С одной стороны, куб очень простой формы. А с другой стороны, потенциал вариации движения настолько сложен».
Невероятная элегантность кубика Рубика — одна из причин, по которой он выжил, в то время как другие причудливые игрушки и игры — Тамагочи или Шопкинс, кто-нибудь? — не имею.
«Обычно подобные помешательства заканчиваются очень быстро», — говорит Рубик. — Но куб не умер.
В 2014 году он попал в Национальный зал славы игрушек, присоединившись к такой классике детства, как Барби, Hot Wheels, G.I. Джо и обруч. Зал отметил, что куб вызвал свое собственное заболевание, известное как «кубический большой палец» или «запястье Рубика».