魔方,又叫魔术方块或者也称“鲁比克方块”,于1974年由匈牙利布达佩斯建筑学院厄尔诺·鲁比克教授发明。和可乐一样,魔方的诞生与其可能产生的影响并没有在发明者的预期内。起初,魔方仅仅是作为一种数学工具而被发明的,用来帮助学生们认识空间立方体的组成和结构以及锻炼学生的空间思维能力和记忆力。但是,要使那些小方块可以随意转动而不散开,不仅是个机械难题,还牵涉到轴心、座和榫头等问题。当鲁比克完成第一个“作品”以后,他试着转动了几下,发现原本齐整的魔方竟然很难恢复,于是他意识到这个新的发明会很不简单。此后不久,人们发现这个“小方块组成的教学工具”实在是奥妙无穷,于是魔方大受欢迎,很快便风靡全世界。
魔方品种较多,平常说的都是最常见的“三阶立方体魔方”。其实,也有二阶、四阶、五阶等各种立方体魔方,甚至还有多面体魔方,不过玩这些“非主流”的魔方的人比较少。
三阶立方体魔方由26个小方块和一个三维十字(十字轴)连接轴组成,小方块有6个在面中心(中心块),8个在角上(角块),12个在棱上(棱块),是个非常巧妙的结构设计。三阶立方体魔方的每个面纵横都分为三层,每层都可自由转动,通过层的转动改变小方块在立方体上的位置,各部分之间存在着制约关系,没有两个小块是完全相同的。立方体各个面上有颜色,同一个面的各个方块的颜色相同,面与面之间颜色都不相同。这种最初状态就是魔方的“原始状态”。复原魔方就是按照某种规则转动魔方,使其恢复到原始状态。虽然这只是26个小方块组成的大方块,但它的变化数量可以是惊人的,总共的变化数为43252003274489856000种或者约等于4.3×1019种。也就是说,如果你一秒可以转3下魔方,不计重复,那么需要转4542亿年,才可以转出魔方所有的变化,这个数字是目前估算宇宙年龄的大约30倍。看来,要想复原魔方需要一个好魔方,一双灵巧的手,敏锐的空间想象力和高效实用的转动程序,着实不乏为一种动脑健脑的好方法。它也是一种容易令人痴迷上瘾的玩具,据说一位英国建筑工人曾经花费了26年的时间去还原一个魔方,只要一闲下来他就会去摆弄那个魔方,以至于他的妻子抱怨说,她像是被抛弃了一样。
如果你觉得来回来去地拧动那几个小方块实在是太无聊了,或者已经被越转越花的魔方弄得糊涂了,不妨看看以下这些有趣的玩法。
“竞速玩法”出现的具体时间已经无从考证了,但是可以肯定的是,当爱好者们已经能够熟练复原魔方的时候,就开始追求最快的复原速度了。目前,世界上最快的人曾经用7. 08秒成功还原了一个魔方。竞速复原有几个要点:使用的方法要最简便,但是随之产生的问题是步骤越少,需要记忆的公式就越多;使用的魔方需要最适合竞速使用,不会卡住或者打滑,所以出现了魔方专用的润滑油;灵巧的双手,因为拥有方法和好的魔方不是最重要的,双手能够熟练地转动魔方才能有最高的效率。
最少步骤还原,这恐怕是最为艰难的玩法,在这种玩法或者比赛中,不能转动魔方,只能用眼睛观察魔方的状态,然后思考出最少的步骤来复原魔方。虽然还没有人能证明出魔方的最大打乱状态(即需要用最多步骤还原的状态)是什么,但是普遍认为经过50步无规则的打乱,三阶魔方就能达到最大状态,此情况下恢复原状需要22步。目前的世界纪录是22步原还。
“盲拧”可以说是大多数魔方玩家的梦想了。顾名思义,盲拧就是不用眼睛看着来拧魔方而是完全靠记忆来复原的过程。计时是从第一眼看到魔方开始的,也就是说记忆魔方的时间也算在总时间内。这种玩法对一个人的记忆力和空间想象力有极大的考验。目前盲拧的世界纪录为35. 96秒。
单拧,就是使用单手转动魔方进行复原,对手指的灵活程度要求很高。因为,没有另外一只手的帮助,魔方难以保持平衡,尤其是在高速转动的过程中。目前世界纪录为14. 34秒。
同样有着极高要求的就是脚拧,虽然听起来有些不可思议,但是确有人用脚来复原魔方。创造的世界纪录为36. 94秒,已经够快的了,毕竟脚趾比手指短了许多。
还有一种有意思的玩法,就是“花式拧法”,适合不喜欢竞速也不喜欢最少步骤还原而钟情于创造美丽图案的玩家。事实上,这也是相当有难度的,要知道,预测每一块的移动可不是一件容易的事情。