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魔方

2014-11-14

小学科学 2014年5期
关键词:三阶方块魔方

有一种玩具,曾经风靡大街小巷,几乎人手一个。它没有绚丽的外表,没有复杂的结构,更没有如电子游戏一般令人上瘾的声光效果,但它竟然被称作是智力游戏界的不可思议之作。也许你领略过它的魅力,也许你对它还不是非常熟悉,但相信你读过本文之后,一定会想要去买一个来把玩。

对了,它的名字叫“魔方”。

教学工具

魔方并不是一种历史悠久的游戏。一般认为,它是由匈牙利布达佩斯建筑学院的教授厄尔诺·鲁比克教授发明的。因此,魔方也叫鲁比克方块。而在中国台湾,魔方被叫做魔力方块(台湾人真啰唆……),而在香港,它被称作扭计骰。

鲁比克发明魔方的时间是在1974年,因为他是建筑学和雕塑学的教授,所以动手做出了第一个魔方,来帮助学生们认识空间立方体的组成和结构,并顺便锻炼学生的空间思维能力和记忆力。

哦,原来魔方在被发明之初,并不是一个玩具,而是用来教学的工具。那么,这个工具又是怎样变成了玩具的呢?

第一只魔方

咱们继续说鲁比克教授。

当鲁比克教授完成了第一个魔方作品之后,他心满意足地转动了几下,发现原本齐整的魔方竟然难以恢复,于是好奇心和好胜心大起,左扭扭,右转转,非要将魔方恢复到原本的模样。

耗费了好几个星期的时间,鲁比克教授终于如愿以偿。这东西可真够费劲的!他满意地将魔方放在眼前的桌子上,欣赏着这个由自己发明的神奇的模型。忽然,他心念一动——也许在不久的将来,这个有趣的工具会走出课堂,成为更有价值的智力玩具,被更多的人所喜爱吧?

于是,他提笔在手,详细地写下了这种玩具的详细说明文件,宣告魔方玩具正式诞生。

数学家的玩具

转眼,时间来到了1978年。在芬兰首都赫尔辛基举办的一次国际级数学家代表会议上,匈牙利的数学家们将魔方展示给了参与会议的专家和学者,引起了大家热烈的讨论。每一个见到魔方的人都被这种玩具精巧、简单的结构和无穷无尽的玩法所吸引,一场轰动世界的“魔方发布大会”替代了数学会议,成为当时最热门的话题。

很快,在英国就出现了第一批魔方理论研究小组,在这个小组中,诞生了许多著名的魔方理论研究大师。只不过,此时的魔方,还是一种只在数学家圈子里流行的小众玩具。它真正风靡世界,是在1980年代。

风靡世界

从1980年到1982年的短短两年,魔方的销售量突破了200万只,越来越多的人爱上了这种智力玩具。1981年,一位名叫帕特里克·波赛特的英国少年出版了一本书,书名叫做《你也能够复原魔方》,累计销售了近150万本,成为了许多普通人玩儿魔方的教科书。

此时,魔方玩具所蕴藏的巨大商机被卢比克教授所察觉,他和另外一名合伙人又开发出了新产品——二阶魔方和四阶魔方,同样获得了巨大的成功。在那之后,更多品种的魔方越来越多,形成了今天庞大的魔方家族。

魔方家族

魔方其实很简单,它的核心是一个轴,最常见的一种叫三阶魔方,意思是每一面有3×3个方块。三阶魔方由26个小正方体组成,除了每一面中间的方块不能动,其余的方块都能扭动,从而变出不同的颜色。魔方的玩法简单到极点,就是将打乱的颜色凑到一起去,使每一面都是同一种色彩。

除了三阶魔方,还有二阶、四阶、五阶等多种魔方,最多的是12阶魔方。更特别的是,除了立方体魔方,还有各种多边形魔方,比如五边形十二面体魔方,简称“五魔”……

最复杂的玩具

你知道魔方的小方块有多少种组合方式吗?经过科学家的精确计算,这个数字足以令心理最坚强的同学(例如你那怎么考试都不紧张的同桌)彻底崩溃——43252003274489856000种!

什么叫天文数字?这就是!相信没有一位同学对这一长串数字有概念,那咱们换算一下,假设某位同学的手够快,一秒钟可以转动三下魔方,那他至少需要4542亿年,才可能转出魔方所有的变化。宇宙也才不过100多亿年的历史呀!

多样玩法再度流行

在魔方比赛中,竞速玩儿法紧张激烈,目前三阶魔方复原的最快纪录是6077秒,是一位名叫菲利克斯·则戴克斯的同学创造的!而最少步骤还原魔方被认为是最艰难的玩儿法,一个三阶魔方经过50次扭动,就能达到最乱状态,而要恢复它的最小步数被称作“上帝之数”。目前,上帝之数被证明是20。

盲拧是一种令人惊叹的玩法,这种玩法规定可以观看魔方被拧乱的过程,但在恢复时不能用眼睛看,要完全靠记忆与手感!而另一种更牛的玩儿法是单拧,就是用一只手拧魔方,目前这项世界纪录是11.97秒!

瞧,看似已经没落的玩具,其实依旧生机勃勃。对了,你是不是已经动心想要体验魔方的魅力了呢?endprint

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