Рубикс Месть - Rubiks Revenge

Месть Рубика

В Месть Рубика (также известный как Мастер Куб) является версией 4 × 4 × 4 Кубик Рубика. Он был выпущен в 1981 году. Изобретенный Петером Себестени, Rubik's Revenge почти назывался Sebestény Cube пока решение, принятое в последний момент, не изменило название головоломки, чтобы привлечь поклонников оригинального кубика Рубика.[1] В отличие от оригинальной головоломки (и других головоломок с нечетными номерами, например 5 × 5 × 5 куб ), у него нет фиксированных граней: центральные грани (по четыре на грань) могут свободно перемещаться в разные положения.

Методы решения куба 3 × 3 × 3 работают для краев и углов куба 4 × 4 × 4, если правильно определены относительные положения цветов - поскольку центральные грани больше не могут использоваться для идентификации .

Механика

Месть Рубика в замешанном состоянии
Ранний куб Месть Рубика, с белым напротив синего и зеленым напротив желтого
Слева - куб Истшина, справа - официальная Месть Рубика.
Месть Рубика в разобранном виде с изображением всех фигур и центрального шара.
Разобранный Eastsheen 4 × 4 × 4

Пазл состоит из 56 уникальных миниатюрных кубиков («кубиков») на поверхности. Они состоят из 24 центров, каждый из которых имеет один цвет, 24 краев, каждый из которых имеет два цвета, и 8 углов, каждый из которых имеет три цвета. Оригинальный Rubik's Revenge можно разобрать без особого труда, обычно повернув одну сторону на угол 30 ° и приподняв край вверх, пока он не выйдет из строя.

В оригинальном механизме, разработанном Себестени, для удержания центральных частей на месте используется шарик с рифлением. Кромки удерживаются на месте центрами, а углы удерживаются на месте краями, как и у исходного куба. Есть три взаимно перпендикулярных канавки для прохождения центральных деталей. Каждая канавка имеет ширину только для того, чтобы через нее мог проходить один ряд центральных деталей. Форма шара предотвращает скольжение центральных частей другого ряда, гарантируя, что шар остается выровненным с внешней стороной куба. При повороте одного из центральных слоев перемещается либо только этот слой, либо мяч.[2]

Версия куба Eastsheen, которая немного меньше, на 6 см от края, имеет совершенно другой механизм. Его механизм очень похож на версию куба профессора Истшина, а не на механизм с шариковым сердечником. 42 части (36 подвижных и шесть неподвижных) полностью скрыты внутри куба, что соответствует центральным рядам куба профессора. Эта конструкция более долговечна, чем оригинал, а также позволяет использовать винты для затягивания или ослабления куба. Центральный шпиндель имеет особую форму, чтобы предотвратить его смещение с внешней частью куба.[3]

Есть 24 кромочных элемента, каждая из которых имеет две цветные стороны, и восемь угловых частей, которые имеют три цвета. Каждый угловой элемент или пара краев показывает уникальную цветовую комбинацию, но не все комбинации присутствуют (например, нет фигуры с красной и оранжевой сторонами, если красный и оранжевый находятся на противоположных сторонах решенного куба). Расположение этих кубиков относительно друг друга можно изменить, скручивая слои куба, но расположение цветных сторон относительно друг друга в завершенном состоянии головоломки не может быть изменено: оно фиксируется относительным положением центральные квадраты и распределение цветовых комбинаций по краям и углам. Пары ребер часто называют «деджами», чемодан двойных граней.

Для самых последних Кубов цвета наклеек: красный напротив оранжевого, желтый напротив белого и зеленый напротив синего. Однако существуют также Кубы с альтернативными цветовыми решениями (желтый напротив зеленого, синий напротив белого и красный напротив оранжевого). Версия Eastsheen имеет фиолетовый (напротив красного) вместо оранжевого.

Перестановки

Месть Рубика с наклоном боком

Имеется 8 углов, 24 края и 24 центра.

Возможна любая перестановка углов, в том числе и нечетная. Семь углов можно независимо вращать, а ориентация восьмого зависит от остальных семи, давая 8! ×37 комбинации.

Есть 24 центра, которые можно организовать в 24! различные пути. Предполагая, что четыре центра каждого цвета неразличимы, количество перестановок сокращается до 24! / (246) распоряжения. Уменьшающий коэффициент возникает из-за того, что существует 24 (4!) Способа расставить четыре части одного цвета. Это число возводится в шестую степень, потому что существует шесть цветов. Нечетная перестановка углов подразумевает нечетную перестановку центров и наоборот; однако четные и нечетные перестановки центров неразличимы из-за идентичного внешнего вида частей.[4] Есть несколько способов сделать центральные части различимыми, что сделает видимой нечетную перестановку центров.

24 кромки нельзя перевернуть, потому что внутренняя форма деталей асимметрична. Соответствующие края различимы, так как они являются зеркальным отображением друг друга. Возможна любая перестановка ребер, включая нечетные, что дает 24! расположения, независимо от углов или центров.

Предполагая, что куб не имеет фиксированной ориентации в пространстве и что перестановки, возникающие в результате вращения куба без его скручивания, считаются идентичными, количество перестановок уменьшается в 24. Это связано с тем, что все 24 возможных положения и ориентации первый угол эквивалентен из-за отсутствия фиксированных центров. Этот фактор не появляется при вычислении перестановок кубов N × N × N, где N нечетно, так как эти головоломки имеют фиксированные центры, которые определяют пространственную ориентацию куба.

Это дает общее количество перестановок

Полный номер 7401196841564901869874093974498574336000000000 возможные перестановки[5] (о 7401 септиллион, 7,4 септиллиарда на длинная шкала или 7,4 кваттурдециллионов в короткой шкале).

В некоторых версиях Rubik's Revenge одна из центральных частей помечена логотипом, который отличает ее от трех других того же цвета. Это увеличивает количество различимых перестановок в четыре раза до 2,96 × 10.46, хотя можно считать правильным любое из четырех возможных положений этой фигуры.

Решения

Есть несколько методов, которые можно использовать, чтобы решить «Месть Рубика». Одним из таких методов является метод сокращения, названный так потому, что он эффективно сокращает 4 × 4 × 4 до 3 × 3 × 3. Куберы сначала группируют вместе центральные части одного цвета, а затем соединяют края, которые имеют два одинаковых цвета. Как только это будет сделано, поворот только внешних слоев куба позволяет собрать его как куб 3 × 3 × 3.[6]

Другой метод - это метод Яу, названный в честь Роберта Яу. Метод Яу похож на метод редукции. Это наиболее часто используемый метод спидкуберами. Метод Яу начинается с решения двух центров на противоположных сторонах. Затем решаются три креста. Далее решаются четыре оставшихся центра. После этого решаются оставшиеся ребра. Это сокращается до куба 3x3x3.[7]

Метод, похожий на метод Яу, называется Хойя. Его изобрел Чон-Хо Чжон. Он включает те же шаги, что и Яу, но в другом порядке. Он начинается со всех центров, кроме двух соседних центров. Затем вы формируете крест внизу, затем решаете два последних центра. После этого он идентичен Яу, завершая края и решая куб как 3x3.

Ошибки четности

Некоторые позиции, которые не могут быть решены на стандартном кубе 3 × 3 × 3, могут быть достигнуты. Есть две возможные проблемы, которых нет на 3 × 3 × 3. Первый - это два ребра, перевернутые на одном ребре, в результате чего цвета этого ребра не совпадают с цветами остальных кубов на любой из граней (OLL-четность):

Обратите внимание, что эти две кромки поменяны местами. Во-вторых, две пары ребер меняются местами (четность ФАПЧ), вместо этого могут быть поменяны два угла в зависимости от ситуации и / или метода:

Эти ситуации известны как паритет ошибки. Эти позиции все еще разрешимы; однако для исправления ошибок необходимо применять специальные алгоритмы.[8]

Некоторые методы разработаны, чтобы избежать ошибок четности, описанных выше. Например, решение сначала углов и краев, а последних центров позволит избежать таких ошибок четности. Как только остальная часть куба собрана, можно решить любую перестановку центральных частей. Обратите внимание, что, очевидно, можно поменять местами пару центров граней, чередуя 3 центра граней, два из которых визуально идентичны.

Четность PLL происходит на всех кубах с четным числом ребер, начиная с 4x4x4. Однако этого не происходит на кубах с нечетным числом ребер, таких как 3x3x3 и 5x5x5. Это связано с тем, что последние имеют фиксированные центральные части, а первые - нет.

Прямое решение 4 × 4 × 4 необычно, но возможно с помощью таких методов, как K4. При этом смешиваются различные методы, и на последних этапах в значительной степени используются коммутаторы.[9]

Мировые рекорды

4x4 Мировой рекорд скорости разгона - 17,42 секунды, установлен Себастьян Вейер из Германия 15 сентября 2019 г. на Danish Open 2019 в Колдинг, Дания.[10]

Мировой рекорд для самого быстрого среднего из пяти решений (исключая самые быстрые и самые медленные решения) составляет 21,11 секунды, установленный Макс Парк из Соединенные Штаты 1 декабря 2019 года в Bay Area Speedcubin '21 2019 в Сан - Хосе, Калифорния, со временем 21.01, 22.00, 20.31, (19.28) и (24.79) секунды.[10]

Мировой рекорд по быстрому разгадыванию с завязанными глазами - 1 минута 2,51 секунды (включая осмотр), установлен Стэнли Чапел из Соединенные Штаты 15 декабря 2019 года в Michigan Cubing Club Epsilon 2019, в Анн-Арбор, Мичиган.[11]

Рекорд по среднему значению трех решений, решающих куб 4x4x4 с завязанными глазами, составляет 1 минуту 8,76 секунды (включая проверку), также установлен Стэнли Чапел в Michigan Cubing Club Epsilon 2019 со временем 1: 02,51, 1: 14,05 и 1: 09,72 .[11]

5 лучших решателей по одному решению[12]

5 лучших решателей по 5-ти решающим[13]

ИмяСамый быстрый среднийКонкуренция
Макс Парк21,11 сBay Area Speedcubin '21 2019 г.
Себастьян Вейер21,46 сАфины SNFestival Cubing 2019
Феликс Земдегс22.80-еДни куба в Мельбурне 2019
Кай-Вэнь Ван (王 楷 文)23,41 сDream One Cube Open 2019
Сын Хёк Нам (남 승혁)23,57 сЧемпионат мира WCA 2019

В популярной культуре

В Кубические войны, эпизод из мультсериала Что случилось с роботом Джонсом?, ученики играют в цветной куб, который называется Чудо-куб, который похож на «Месть Рубика».[14]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "Кубик Рубика Как играть". DMFB & C. Получено 3 марта 2016.
  2. ^ Патент США 4421311
  3. ^ Патент США 5992850
  4. ^ Кубический круг, выпуск 7 и 8 Дэвид Сингмастер, 1985
  5. ^ Кубический круг, выпуски 3 и 4 Дэвид Сингмастер, 1982
  6. ^ "Метод сокращения - Speedsolving.com Wiki". www.speedsolving.com. Получено 2020-05-21.
  7. ^ "Метод Яу - Speedsolving.com Wiki". www.speedsolving.com. Получено 2020-05-21.
  8. ^ Моррис, Фрэнк. "решение мести". Получено 15 июн 2012.
  9. ^ Барлоу, Том. «Метод К4». Получено 15 июн 2012.
  10. ^ а б Всемирная ассоциация кубов Официальные результаты - 4x4x4 Cube
  11. ^ а б Всемирная ассоциация кубов Официальные результаты - 4x4x4 с завязанными глазами
  12. ^ Всемирная ассоциация кубов Официальный рейтинговый сингл 4x4x4
  13. ^ Всемирная ассоциация кубов Официальный средний рейтинг 4x4x4
  14. ^ "Кубические войны". База данных Big Cartoon. Получено 2016-07-17.

дальнейшее чтение

  • Месть Рубика: простейшее решение Уильяма Л. Мейсона
  • Дэн Харрис, «Месть Рубика», страницы 100–120.
  • Победное решение мести Рубика от Мин Тай, с Гербертом Тейлором и М. Разидом Блэком.

внешняя ссылка