三阶魔方的万能公式是什么 华容道的历史是什么?

2022-08-08 14:59:59

第一层:1、相对棱对调 R’L U2 R L’;2、相邻棱对调 R’U’R U R’。第二层:U’F’U F U R U’R'。第三层的棱架十字(棱调色向):R’U’F’U F R。第四层顶面翻色(余下角块调色向):R U2 R’U’R UR’U’R U’R'。第五层调整棱块的位置:R2 U S’U2 S U R2。第六层调整角块位置:R2 F2 R’B’R F2 R’B R’。

三阶魔方的英文官方名字叫做Rubik's Cube,也就是用鲁比克教授的名字命名的,是当前最普遍的魔方种类。它每个边有三个方块,官方版本魔方边长为57毫米,三阶魔方的总变化数是(8!x3^8x12!x2^12)/(2x2x3)=43,252,003,274,489,856,000或者约等于4.3x10^19.三阶魔方由一个连接着六个中心块的中心轴以及8个角块,12个棱块构成,当它们连接在一起的时候会形成一个整体,并且任何一面都可水平转动而不影响到其他方块。

魔方公式

1、第一层

先架好棱十字(要求顶层四棱的相对位置正确,也就是棱块的侧面色要和对应魔方面的中心块的颜色相同)。小技巧:可以将目标棱块和对应的中心块并到一起后再参加架“十”字。再对好四个角(位置和色向都要对)。

附1:另一种方法是先将四个目标棱块都转上去架起“十”字,再来调节它们的相对位置,用到的公式有:1、相对棱对调 R’L U2 R L’;2、相邻棱对调 R’U’R U R’。

2、第二层

先将第一步中做好的的魔方倒过来,一般都会出现下面三种情况(有一种特殊情况是四个中层棱都在不在顶上,而是相对错位,此时需先用公式1或公式2将它调整出来)。

公式1: U’F’U F U R U’R'

公式2: U R U’R’U’F’U F

公式3: F2 U2 R’F2 R U2 F U’F

附2:相邻棱对换公式:R2 U2 R2 U2 R2,此公式适用于两相邻棱与对应的中心块的共同面具有相同颜色但两棱位置交换。

3、第三层的棱架十字(棱调色向)

公式4: R’U’F’U F R

由于顶层棱不出现十字的情况有50 种,其中15种为“一”字形,8 种为只有中心块,27种为“┛”形。“┛”型的只要一次公式就架好十字,即图8 的最后一步。所以记住从“一”字型直接转出“十”字的公式会快很多。

公式5:F R U R’U’F’

4、顶面翻色(余下角块调色向)

顶面棱架起“十”字后有以下7 种情况(7 个OLL 公式):

公式6:R U2 R’U’R UR’U’R U’R'

公式7:R U2 R2 U’R2 U’R2 U2 R

公式8:R2 D’R U2 R’D R U2 R

公式9:R B R’F R B’R’F’

公式10:B’R’F’R B R’F R

公式11:R U2 R’U’R U’R’

公式12:R U R’U R U2 R’

5、调整棱块的位置

公式13:R2 U S’U2 S U R2

公式14:R2 U’S’U2 S U’R2

特殊情形:

1)相邻两棱位置对。转动U层使不对的两个棱中的任意一个对正位置。

2)相对两棱位置对。选择已正确的棱中的任意一个作为“不正确”看待。

6、调整角块位置

公式15:R2 F2 R’B’R F2 R’B R’

公式16:R B’R F2 R’B R F2 R2

附:顶面翻色完成后共有21 种调棱、角的情况,有4 种情况只需调棱就可完成魔方还原,有3种是只需调角就能完成的魔方还原的。

只需调棱的情况(前二者即调棱公式,后二者只需连用同一个调棱公式两次就好):

只需调角的情况(前二者即调角公式,后者只需连用同一个调角公式两次就好):

除以上几种种之外,其余的14 种既要调棱又要调角。

相关历史

华容道是中国人发明的,最终解法是美国人用计算机求出的。但华容道的设计原理到现在还没有搞清,最初看是在一个由二十个方格组成的棋盘,有一个四个小方格一组(曹操),五个两个小方格一组(五虎上将),四个一个小方格一组(四个小兵)。但关羽是一个横向的两个小方格,其他四将是纵向的两个小方格,这样如果曹操是四,四个上将和关羽就不能统称为二,1*2*4 :20 的关系就不能成立。还有一种方法是将曹操看作是四次方,关羽看作平方,四个上将看作是四个2,四个小兵是四个1,棋盘看作是20。但最终的数学原理还是未解之谜。

姜长英在他所著《科学思维锻炼与消遣》中说,"估计它的历史只不过有几十年。从前人的笔记中没有发现有玩具华容道的记载。"姜先生自己是在1943年夏第一次看到这个玩具。目前所见到关于华容道最早的文字记载就是姜先生1949年出版的《科学消遣》。

据西北工业大学林德宽教授说,他在1938年在陕西省城固县的乡下见过小孩玩用纸片做的华容道。

20世纪50年代,苏州师大的许莼舫先生的《趣味数学》详细分析了华容道游戏,给出了100步的解法。

文革期间,华容道游戏已经相当流行。

2002年崔乐泉所著《忘忧清乐--古代游艺文化》中对中国古代种种游戏玩具作了介绍,其中有七巧板和九连环,却没有华容道。

由此可见,在没有新的历史资料发现之前,华容道的历史不超过几十年的说法是可信的。

华容道游戏属于滑块类游戏,就是在一定范围内,按照一定条件移动一些称作"块"的东西,最后满足一定的要求。滑块类游戏究其起源,最早的可以说是中国古代的"重排九宫"。那应该是产生于出现河图洛书的时代,有数千年历史。1865年,西方出现"重排十五"游戏,特别是萨姆.洛伊德在1878年推出"14-15"游戏,风行一时。此后,各种各样的滑块类游戏不断涌现。哈代(L.W.Hardy)发明三角旗游戏并在1909年取得专利。再往后,法国出现红鬃烈马游戏。可以设想,这个游戏传到中国,本土化成为华容道游戏。

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