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速解魔方

速解魔方是指以尽量最少的时间将魔方复原的一项运动。速解魔方除了最常见的3x3x3魔方外，还涵盖了其他层数的立方体魔方(如2x2x2、4x4x4)、其他形状与结构的魔方、以及其他玩法如单手解、盲解等。目前世界魔方协会所举办与记录的一共有17项速解魔方的比赛项目。

荷兰人埃里克在10.50秒内解开一个三阶魔方
用CFOP恢复一个三阶魔方

历史 编辑

在2004年，速解玩家们成立了世界魔方协会，以规划举办魔方比赛、制定规则与记录玩家成绩。在2023年间，全球各地就举办了总共2135场速解魔方比赛。

术语 编辑

书写规定 编辑

在书写魔方转动步骤的时候，有一些国际约定需要注意：

  • 层表示约定：F、B、L、R、U、D分别代表前、后、左、右、上、下层，另外还有f、b、l、r、u、d符号，意为两层一起转。还有M、S、E，表示中层。
  • 转动约定：如果为顺时针转动90度，则层符号后无内容；若逆时针转动90度，则记为层符号+“ ' ”或是“i”，比如上方第一层逆时针转动90度，则记为U'或Ui；如果转动180度，则记为层符号+“2”，比如上方第一层转动180度，记为U2。

常见术语 编辑

  • 阶：阶数是指魔方每个边所具有的块数，比如三阶魔方每个边就有3个小块。
  • 复原：指魔方从非原始状态到原始状态的过程。
  • pop：指在复原中，魔方的部分零件从魔方脱离的情况。
  • +2 : 指复原最后一步未对齐角度大于45度或在整个还原过程中因参赛者操作违反比赛规定而获得的加2秒惩罚。
  • DNF：是“Did Not Finish”的缩写，指停止计时器时方块尚未复原(魔方复原失败)，或玩家违反特定的比赛规则时的记录代号。在多次尝试取平均成绩的轮数中算作最差成绩。
  • DNS：是“Did Not Start”的缩写 ，指参赛选手在一轮中放弃尝试机会而并未开始还原的记录代号，在多次尝试取平均成绩的轮数中算作最差成绩。
  • sub-X：“在X秒以下”之意。例如：sub-20 就是指平均复原速度在20秒以下。
  • pair：又称“F2L pair”、“corner-edge pair”或“CE pair”，是CFOP解法中，对同一空槽中角块和边块的集合称呼，因需将其配对而得名。
  • ZBLS：“Zborowski-Bruchem Last Slot”的缩写，又称ZBF2L，是F2L公式的其中一个公式子集(subset)。
  • COLL：是OLL公式的其中一个公式子集(subset)，用于将PLL缩减至EPLL子集的情况。

速解法 编辑

速解法为玩家速解时所使用的复原方式。以下列举在速解魔方玩家中最常见的主流解法。

维基教科书中的相关电子教程：三阶魔方解法

Fridrich Method (CFOP) 编辑

主条目：CFOP

CFOP为四个步骤“Cross、F2L、OLL、PLL”的缩写，由杰西卡·弗雷德里奇在1997年提出，以层先法的概念为基底，使用较大量的公式（119个公式）以在较少的步数内还原较多的块体，从而缩短复原所需时间。CFOP因其直观的解法取径以及拥有高自由度与可变化性，在一般玩家与顶尖玩家中都是最多人使用的魔方速解法。

其主要分为四个步骤：

  • 十字 （Cross） ：将底层的四个边块复原，形成一个十字。此步骤不需要记忆公式。
  • 完成前两层（F2L，First 2 Layers）：做完十字后，前两层会剩下的四个"空槽"，各由一个边块与一个角块组成，此步骤利用公式在顶层分次将各空槽的边块与角块配对，并放进空槽中。如不考虑特殊情形（当边块或角块位于其他空槽内时），总共有41种可能的情况。
  • 将最后一层顶面的颜色统一 （OLL，Orientation of Last Layer）：复原顶层颜色的朝向。总共有57种可能的情况，透过判别情况后以其对应的公式复原。
  • 将最后一层侧面的颜色统一 （PLL，Permutation of Last Layer）：复原顶层的排列。总共有21种可能的情况，透过判别情况后以其对应的公式复原。
       
Cross F2L OLL PLL

桥式解法(Roux Method) 编辑

  • 先在两个侧面下方各形成正确的2X3两块,
  • 使顶面的四个角块归位
  • 调整中间四个棱块和侧面两个棱块的朝向
  • 左右侧面顶部的棱块归位
  • 中间棱块和中心块归位
  • 快速还原解法java动画教学 （页面存档备份，存于互联网档案馆）-三阶魔方桥式快速还原解法教程(公式+图+视频+java)

层先法 ( LBL，Layer by Layer ) 编辑

层先法顾名思义，即为一层一层复原，需记忆的公式数量因变种而异，但大多不超过10个。是许多速解玩家入门的解法之一。 层先法分为以下几个步骤：

  • 还原第一层4个边块
  • 还原第一层4个角块
  • 还原第二层4个边块
  • 还原第三层的边块方向，使边块的顶层颜色朝上
  • 还原第三层的角块方向，使角块的顶层颜色朝上
  • 还原第三层的角块位置
  • 还原第三层的边块位置[1][2]

其他解法 编辑

此部分为较少玩家使用的其他解法。

8355法 编辑

由台湾的许技江自创的解法[1] （页面存档备份，存于互联网档案馆）[2] （页面存档备份，存于互联网档案馆），设计对象为刚入门的新手玩家。8355法将三阶魔方分成第一层的八个块体、第二层的三个边块、其余的五个边块与五个角块。其步骤如下：

  • 8：将第一层完成，但刻意留下一个角不复原，做为“工作区(Working Area)”。
  • 3：利用工作区将第二层的三个边放入。工作区的存在让玩家能以不须公式、且步数较少的方式复原。
  • 5：利用工作区将顶层与工作区的五个边归位。
  • 5：重复使用基础的交换公式将剩余的五个角一一复原。

其中的“五边”和“五角”两步骤，也可以用于复原五魔方的最后一层。


双公式基本解 编辑

由台湾玩家洪启伦所设计，改良自LBL解法。特色为仅需两个公式，并结合记忆口诀。 [3] （页面存档备份，存于互联网档案馆） [4] （页面存档备份，存于互联网档案馆）

角先法(Corner First) 编辑

角先方法是先将所有角块归位，再复原边块的方法。

棱先法(Edge First) 编辑

棱先方法是先将所有棱块归位，再复原角块的方法。

SCAF 编辑

SCAF (Six Cross And Finger shortcut) 是台湾玩家赖宽祐的自创解法，其教学影片在Youtube上有超过30万的观看次数。[5] （页面存档备份，存于互联网档案馆）

电脑解法 编辑

电脑没有记忆公式的困难，因此可以找出更佳的解法。但是由于魔方的可能变化数量巨大，穷举法实际上难以执行。目前广泛使用的算法步骤如下：

  • 双转归原：如果限制每次旋转，除了两个相对的面（比如左边和右边）之外都是180度，那么能够转出来的花样就少了很多。把魔方从任何状态归位到这些花样之一，就是双转归原。

用电脑程序进行搜索，双转归原一般需要12步来完成。而复原的步骤则需要18步。但是如果能进一步优化，使得双转归原的结果避开那些需要较长步骤复原的状态，一般可以得到更短的复原步骤。

2007年，计算机科学家古柏曼与他的学生用20台超级电脑花了8000个小时证明上界可改进为26。

通过运用电脑，Tomas Rokicki于2008年宣布证明了任何魔方可以在25步以内解开[3]。而随后，这一结果改进为22步[4]。

2010年,包括Tomas Rokicki和Morley Davidson等人的研究团队证明任意的魔方打乱状态可以在20步内还原。

速解世界纪录 编辑

各种魔方速解比赛的世界魔方协会(WCA)纪录如下:[a][5]

魔方类型 类型 时间 (分;秒:百分秒) 纪录保持人与国籍 赛程 细节 (分:秒.百分秒)
3×3×3 单次 3.13   Max Park Pride in Long Beach 2023
平均 4.48   Yiheng Wang (王艺衡) Mofunland Cruise Open 203 4.72 / 4.72 / 3.99 / (3.95) / (5.99)
2×2×2 单次 0.43  Teodor Zajder Warsaw Cube Masters 2023
平均 1.01   Zayn Khanani Pioneer Valley Cubing B 2023 0.91 / 0.97 / (0.71) / 1.16 / (2.91)
4×4×4 单次 16.79   Max Park Bay Area Speedcubin' 29 PM 2022
平均 19.38   Max Park Arizona Speedcubing Spring 2023 (17.60) / 18.49 / 19.37 / (23.80) / 20.28
5×5×5 单次 33.02   Max Park Florida Big & Blind & Time 2022
平均 37.00   Max Park Circle City Turbocharged 2023 36.81 / (43.10) / 37.45 / (35.90) / 36.75
6×6×6 单次 59.74   Max Park CubingUSA Southeast Championship 2022
平均 1:08.56   Max Park WCC Western Championship 2022 1:11.79 / 1:03.71 /1:10.18
7×7×7 单次 1:35.68   Max Park Marshall Cubing September 2022
平均 1:42.12   Max Park Marshall Cubing September 2022 1:35.68 /1:46.74 /1:43.95
3×3×3盲解 单次 12.78   Tommy Cherry 4BLD in a Madison Hall 2023
平均 15.05   Elliott Kobelansky Panthers Cube Day 2023 15.29 / 14.15 / 15.70
3×3×3最少步数解 单次 16 步   Sebastiano Tronto FMC 2019
平均 20.00 步  Wong Chong Wen (黄崇文) FMC Johor Bahru 2023 20 / 21 / 19
3×3×3单手解 单次 6.20   Max Park Marshall Middle Slice 2022
平均 8.65   Patrick Ponce Stevenage Spring 2022 8.86 / 9.11 / (7.77) / 7.98 / (10.81)
Rubik's Clock 单次 2.77  Jacob Chambers Wiltshire Spring 2023
平均 3.56  Jacob Chambers Droitwich Spa Autumn 2022 3.39 / (4.21) / 3.46 / 3.83 / (3.16)
Megaminx 单次 24.83   Leandro Martín López Jaqueca Di Tella 2023
平均 27.34   Leandro Martín López Jaqueca Di Tella 2023 27.26 / (31.53) / (24.83) / 25.69 / 29.06
Pyraminx 单次 0.75   Elijah Brown Berkeley Winter A 2023
平均 1.55   Ezra Shere Michigan Speedcubing Spring 2023 1.32 / 1.70 / (1.73) / (1.29) / 1.63
Skewb 单次 0.81   Zayn Khanani NAC 2022
平均 1.56   Zayn Khanani Pretzel Mania 2022 1.30 /(1.20) /1.79 /1.60 /(4.89)
Square 1 单次 3.73   Ryan Pilat CubingUSA Heartland Championship 2023
平均 5.02  Max Siauw CubingUSA Northeast Championship 2022 5.23 / (9.73) / 4.97 / (4.84) / 4.86
4×4×4盲解 单次 51.96   Stanley Chapel 4BLD in a Madison Hall 2023
平均 1:08.76   Stanley Chapel Michigan Cubing Club Epsilon 2019 1:02.51 / 1:14.05 / 1:09.72
5×5×5盲解 单次 2:19.07   Hill Pong Yong Feng May MBLD Madness Singapore 2023
平均 2:27.63   Stanley Chapel Michigan Cubing Club Epsilon 2019 2:32.48 / 2:28.80 / 2:21.62
3×3×3多颗盲解 单次 57:47 (62/65)   Graham Siggins Blind Is Back LA 2022 57:47

注释 编辑

  1. ^ 平均为五次复原中，去掉最快的与最慢的成绩之后，剩余的三次平均

参考文献 编辑

  1. ^ RQcube的YouTube 中文教學 (內含公式記憶教學)]. [2021-11-05]. （原始内容存档于2021-11-10）. 
  2. ^ 三阶魔方还原教程（层先法）——碧海风云. [2017-11-23]. （原始内容存档于2021-10-20）. 
  3. ^ Tom Rokicki. Twenty-Five Moves Suffice for Rubik's Cube (PDF). [2008-03-24]. （原始内容存档 (PDF)于2021-05-20）. 
  4. ^ Twenty-Three Moves Suffice | Domain of the Cube Forum. [2021-06-26]. （原始内容存档于2020-11-09）. 
  5. ^ 纪录 | World Cube Association. www.worldcubeassociation.org. [2022-09-16]. （原始内容存档于2021-11-23）. 

外部链接 编辑

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