Истории Донны

Венгерский скульптор и архитектор Эрне Рубик задумал создать инструмент, который помогал бы его ученикам освоить математическую теорию групп. Однако этот кубик, получивший название «магический», привлек внимание людей разного возраста, и в кратчайшие сроки стал популярен во всем мире, принеся его создателю состояние. Сборка кубика Рубика может показаться непростой, однако при детальном изучении разработанных алгоритмов и понимании принципов, решение головоломки превращается в проверку на скорость.

Рассмотрим устройство кубика Рубика и определим, как называются его вращения

Для восстановления исходного состояния кубика Рубика без специальных знаний о его структуре, даже попытка быстрой сборки будет затруднительной.

Обычный кубик Рубика 3×3 включает в себя 26 элементов, которые можно разделить на:

• центральные, недвижимые элементы, имеющие один лишь цвет и не меняющие свое положение по отношению друг к другу, их всего 6 штук;
• реберные (их 12). Они двухцветные и всегда остаются на боковинах, независимо от того какие вращения были проделаны;
• угловые (8 элементов), которые остаются всегда в углах кубика и окрашены в 3 разные цвета.

Конструкция кубика Рубика включает в себя еще один компонент, который не виден сразу – это крестовина, служащая основой для центральных элементов.

Количество кубиков тех или иных элементов может варьироваться в зависимости от их разрядности, либо они могут вовсе не присутствовать. Так, в головоломке 2х2 используется только восемь угловых кубиков.

Каждая из шести граней кубика имеет свой цвет. Важно отметить, что для раскраски используются только определенные цвета, и на крестовине классического кубика Рубика они расположены друг напротив друга попарно: белый цвет сочетается с желтым, красный – с оранжевым, а зеленый – с синим.

Для того чтобы формулы, описывающие алгоритмы решения пространственных задач, были понятны, необходимо изучить общепринятые международные обозначения граней и их поворотов.

Придерживая кубик в руке, грань, направленная к наблюдателю, именуется фронтальной и обозначается латинской буквой F, противоположная ей – задней (B). Также принято выделять левую (L), правую (R), верхнюю (U) и нижнюю (D) грани.

Для указания поворота грани кубика Рубика на угол 90° в формулах сборки используют латинскую букву. Двойной поворот обозначается цифрой 2, расположенной рядом с буквой. Если поворот выполняется против часовой стрелки, к букве добавляется апостроф. Например, R¢ означает необходимость поворота правой грани на 90° против часовой стрелки.

Раскрываем секреты сборки кубика Рубика: компоненты, детали и основные термины

Чтобы собрать головоломку, созданную Эрне Рубиком, ему потребовался месяц кропотливой работы. В настоящее время для тех, кто стремится решить этот сложный кубик, существует большое количество различных техник.

Самые популярные из них:

• Подробное руководство для новичков, которое структурирует процесс решения задачи в семь последовательных этапов.
• Среди тех, кто увлекается скоростной сборкой кубиков Рубика, метод Джессики Фридрих пользуется наибольшей популярностью, несмотря на то, что во многом он схож с базовым алгоритмом, предназначенным для новичков.
• Метод Валерия Морозова основан на интуиции. Он не предполагает использования формул и не предлагает готовых решений, а направлен на то, чтобы помочь понять структуру кубика и позволить самостоятельно находить ответы на возникающие задачи.

Начинающим сборщикам кубика Рубика нередко рекомендуют для начала разобрать головоломку, а затем собрать ее заново. Такой подход позволяет глубже понять устройство кубика и ускорить запоминание методов решения.

Перед началом изучения техник сборки кубика Рубика необходимо понимать некоторые термины, которые регулярно используются в алгоритмах.

Идеальный крест характеризуется тем, что грани, формирующие ребра, совпадают по цвету с центральными элементами, расположенными на боковых сторонах, что создает на верхней грани оттенок, соответствующий центральному элементу.

Отличительной особенностью неправильного креста является то, что кубики на его верхней грани не соответствуют реберными гранями элементам, имеющим цвет боковых сторон.

Совпадающие цвета на соответствующих гранях реберных элементов, образующих правильную пару, позволяют установить их одновременно в первый и второй слои головоломки.

Пошаговые инструкции и схемы сборки кубика Рубика для новичков

На сегодняшний день существует несколько версий механической головоломки, впервые представленной в 1974 году. Среди них – кубики с разным числом элементов на грани, а также аналогичные головоломки, такие как пирамидка Мефферта и змейка, состоящая из сегментов в форме правильных треугольников. Далее мы рассмотрим порядок и этапы сборки различных кубических модификаций.

Как собрать кубик Рубика 2х2

Головоломку Рубика с двумя слоями также называют Мини-кубиком. Этот вариант появился позднее, но представляет собой упрощенную версию классического кубика. Сборку этой головоломки сможет освоить даже начинающий любитель логических задач всего за 20–30 минут.

Для решения головоломки потребуется всего три последовательных шага:

1. Для создания первого слоя необходимо расположить элементы кубика таким образом, чтобы нижний слой был однотонным, а цвета боковых граней соответствовали друг другу.
2. Размещение компонентов верхнего слоя. На данном этапе необходимо установить цвет нижнего слоя, поскольку он не содержится в нем. После этого кубики верхнего ряда следует расположить в углах, соответствующих цветам на гранях элемента, хотя и необязательно, чтобы цвета совпали с их положением.
3. Для сборки кубика Рубика требуется вращать элементы верхнего слоя: угловые кубики нужно поворачивать по часовой или против часовой стрелки, чтобы они заняли нужные места.

Для корректного расположения кубиков нижнего и верхнего слоев применяются следующие формулы:

• меняющие местами диагональные элементы – ВФПВП’В’Ф’;
• переставляющие друг с другом соседние элементы – ФВФ’В’Л’В’Л.

Для перемещения граней элемента:

• по часовой стрелке – ФН²Ф’П’Н²П;
• против часовой стрелки – П’Н²ПФН²Ф’.

Головоломка 3х3

Для решения кубика Рубика 3х3 необходимо выполнить семь последовательных шагов:

1. Формирование корректного креста в первом слое – важный этап. Цвет используемых элементов при этом не принципиален, хотя многие специалисты рекомендуют начинать работу с белым цветом.
2. Углы первого слоя расположены, и собран первый ряд кубиков.
3. После установки ребер среднего ряда последует сборка двух слоев.
4. Формирование корректной основы.
5. Угловые элементы устанавливаются на предназначенные для них позиции, при этом цветовая гамма их граней должна соответствовать углу, но расположение на своих местах не является обязательным.
6. На завершающем этапе угловые элементы необходимо повернуть в требуемое положение.

Прежде чем начать сборку головоломки, необходимо избегать вращения кубика, чтобы не запутаться в расположении его сторон и не потерять ориентацию относительно верхней, правой, задней, левой и передней граней.

Кубик Рубика 4х4

Несмотря на значительную сложность, этот вариант головоломки можно решить за меньшее число шагов:

1. Для создания центров необходимо расположить по четыре элемента одного цвета в центре каждой грани. Следует учитывать, что центры этого кубика не закреплены, поэтому можно самостоятельно определить, какой цвет будет располагаться напротив какого.
2. На данном этапе происходит сборка ребер. Необходимо попарно установить реберные грани на соответствующие позиции. Если все выполнено корректно, то в результате получится куб, у которого не будут стоять только угловые элементы.
3. Настройка углов и устранение паритетов. Применяя формулы, предназначенные для кубика Рубика 3х3 и вращая исключительно внешние грани, можно полностью собрать головоломку. Однако на данном этапе могут возникнуть сложности, так как могут появиться паритеты – состояния, которые невозможны в кубике 3х3. Возможно, после их решения порядок элементов верхнего слоя будет нарушен, но это не критично, поскольку для выравнивания потребуется использование алгоритмов, разработанных для стандартной версии головоломки.

Быстрая сборка головоломки 5х5

Существенная степень сложности головоломки мало влияет на последовательность действий, необходимых для ее решения:

1. Начнем с формирования центров, используя девять центральных кубиков каждого цвета на каждой грани. Для выполнения этого шага не требуется запоминать сложные формулы; понимание сути процесса значительно облегчит задачу и позволит рассматривать ее как решение головоломки «пятнашки.
2. Для правильного расположения реберных граней их необходимо собрать и установить на свои места. При этом вращать центральные слои не требуется, все действия следует выполнять исключительно с внешними элементами.
3. Когда все элементы конструкции присутствуют, за исключением двух, которые не могут быть соединены, возникает состояние, известное как паритет. Решение этой проблемы является необходимым условием для перехода к финальной стадии сборки.

Наиболее эффективный способ – метод Джессики Фридрих

Спидкуберы обычно применяют этот способ быстрой сборки, однако начинающим куберам рекомендуется сначала изучить последовательный алгоритм, чтобы разобраться в устройстве головоломки.

Для изучения методики Джессики Фридрих необходимо запомнить 119 (!) алгоритмов, которые будут использоваться на последующих этапах:

1. Обычно для выстраивания элементов в заданный крест на стартовой стадии требуется около семи шагов.
2. Для восстановления исходного порядка элементов первого и второго слоев необходимо разместить четыре пары элементов, состоящие из «боковушки» и «угла». В среднем, для установки каждой пары на нужное место потребуется семь шагов.
3. При необходимости, несобранный слой ориентируется таким образом, чтобы одновременно грани и углы были повернуты вверх цветом последней грани. Для достижения этой цели требуется знание пятидесяти семи различных комбинаций.
4. Для изменения расположения объектов в верхнем слое потребуется изучить еще 21 алгоритм. Согласно имеющимся данным, метод Джессики Фридрих позволяет решить кубик Рубика 3х3 примерно за 56 шагов.

Существует ли способ решения головоломки кубик Рубика, не видя его

Если вы способны стабильно решать кубик Рубика с открытыми глазами за минуту, стоит переходить к следующему этапу – сборке без зрительного контроля. В этом случае важную роль играет не столько сама техника решения, сколько запоминание расположения элементов на гранях.

Время, затрачиваемое на сборку кубика Рубика вслепую на соревнованиях по спидкубингу, включает в себя не только время, необходимое для выполнения манипуляций, но и время, потраченное на изучение кубика.

Спидкуберы нередко применяют метод Римской комнаты, который также известен как Дворец или Дорога Цицерона. В основе этого метода лежит создание в воображении помещения или маршрута, который хорошо знаком, и привязка запоминаемой информации (например, расположения элементов головоломки) к объектам, находящимся в этом помещении или вдоль дороги. При решении головоломки достаточно будет мысленно пройтись по этому знакомому маршруту или помещению, чтобы разместить элементы на свои места.

Если не получилось собрать кубик Рубика с завязанными глазами с первой попытки, не стоит огорчаться, поскольку даже при использовании зрения решить эту задачу без предварительной практики не под силу большинству людей.

Кто является обладателем рекорда по скорости сборки

Для оперативного решения кубика Рубика недостаточно просто знать алгоритмы, определяющие последовательность перемещений элементов головоломки. Необходимы также отточенная координация движений и высокая скорость работы рук.

Для тех, кто впервые решил собрать эту головоломку, на ее решение может уйти от нескольких часов до пары дней, в то время как австралиец Феликс Земдегс в 2016 году справился с этой пространственной задачей всего за 4,73 секунды. Этот результат производит сильное впечатление, однако он не является пределом возможностей человеческого мозга и рук, ведь уже в 2017 году было зафиксировано новое достижение – американский пятнадцатилетний Патрик Понс показал результат в 4,69 секунды.

Пришло время сделать паузу и выяснить, кому и каков рекорд по скорости сборки кубика Рубика. Феликс Земдегс в 2018 году не просто улучшил свой собственный результат, но и превзошел достижение американского юного специалиста, собрав головоломку за 4,22 секунды.