速解魔方

速解魔方出现的具体的时间已经难以考证。当爱好者们已经能够熟练复原魔方的时候,就开始追求最快的復原。

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

一般來說,速解魔方使用的方法要最简便,但是随之产生的问题是步骤越少,需要记忆的公式就越多。對於高階的魔方較簡便的復原方法就是先降階成三階魔方,再用三階的公式復原。

術語编辑

書寫規定编辑

在書寫魔方轉動步驟的時候,有一些國際約定需要注意:

  • 層表示約定:F、B、L、R、U、D分別代表前、後、左、右、上、下層,另外还有f、b、l、r、u、d符號,意為兩層一起轉。还有M、S、E,表示中层。
  • 轉動約定:如果為順時針轉動90度,則層符號後無內容;若逆時針轉動90度,則記為層符號+“ ' ”或是“i”,比如上方第一層逆時針轉動90度,則記為U'或Ui;如果轉動180度,則記為層符號+“2”,比如上方第一層轉動180度,記為U2。

基本術語编辑

  • 階: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。
  • 復原:指魔方從非原始狀態到原始狀態的過程。
  • POP:指在復原中魔方的某些組成部分從魔方上面脫離的情況,如果是出現在比賽中,參賽者可選擇修理魔方繼續比賽,或者放棄而被判DNF。
  • +2 : 指整个还原过程中因参赛者操作不符合要求而获得2秒的惩罚,在一般的语境中专指最后一步未对齐角度大于45度(立方体)而拍表时获得的2秒惩罚。
  • DNF:是「Did Not Finish」的缩写,指停止計時器時方塊尚未復原(魔方復原失敗),或者魔方復原者感覺無法在滿意的時間內完成魔方而棄權的情況,在比賽中可以有一次DNF,在多次尝试取平均成绩的比赛中算作最差成绩。
  • 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,在多次尝试取平均成绩的比赛中算作最差成绩。
  • SUB-X:SUB是「Subtraction」的縮寫,意思就是少於的意思,在這就是「在X秒以下」之意。例:三階方塊SUB-20,就是指平均速度在20秒以下。
  • CFOP:這是由一位叫Jessica Fridrich女士發明的一種速解法,是目前世界上最流行的方塊解法。
  • CROSS:字面上的意思為「十字」,是Fridrich Method中的第一步驟。
  • F2L:是「First 2 Layer」的縮寫,意思為「一、二層」,是Fridrich Method中的第二步驟。
  • OLL:是「Orientation of Last Layer」的縮寫,意思為「最後一層的取向」,這是Fridrich Method中的第三個步驟。
  • PLL:是「Permutation of Last Layer」的縮寫,意思為「最後一層的排序」,這是Fridrich Method中的第四步驟。
  • CFOP:是Fridrich Method的別稱,就是四個步驟「Cross、F2L、OLL、PLL」原文的第一個字母合起來而成的。
       
CROSS F2L OLL PLL
  • LBL:是「Layer By Layer」的縮寫,意思是「一層一層解」,也就是學魔術方塊最基礎的解法。
  • CE-PAIR:是「Corner & Edge PAIR」的縮寫,是F2L中主要的觀念,就是由角(Corner)和邊(Edge)所組成的小區塊,又稱PAIR。
  • ZBF2L:這是一個比較有技巧性的F2L,一般的F2L完成後,頂層的OLL一共有57種變化,但是使用ZBF2L後,完成最後一組的CE-PAIR時,頂層的十字會順便完成,所以剩下的OLL的情況,就縮減到7種。
  • COLL:這是一個比較具有技巧性的OLL,一般的OLL完成時,所出現的PLL一共有21種變化,但是使用COLL後,可以把OLL和四個角的位置一次歸位,所以OLL只剩下「邊」的情況,就會縮減到4種。
  • LARS:這是一種解魔術方塊的方法,發明人為Lars Petrus,號稱步驟比Fridrich Method少的解法。

快速解法编辑

魔方的解法有很多種,以下是其中幾種解法。

層先法(LBL:Layer By Layer)编辑

這類解法分為以下幾個步驟:

  • 选择一个颜色作为顶层,还原顶层方块,即顶层棱块、角块。
  • 还原中层棱块。
  • 还原底层棱块。
  • 翻转底层角块方向,使底层颜色一致。
  • 调整底层角块位置,魔方还原。[a]

由於其公式少(可以簡化為7個),所以一般為初學者使用。一般人在經過練習後,使用一個好魔方可以達到1分鐘之內復原的水準。

角先法(Corner First)编辑

角先方法是先將魔方的八個角歸位定色,然後再填補棱色,最後完成復原。這種方法記憶的公式比較多,所以速度會較層先快。最快的角先魔方高手可以在30秒之內復原魔方。

棱先编辑

棱先方法是先將棱塊歸位定色,然後填補底層和上層的角塊的方法。

Fridrich Method编辑

Fridrich Method(也称CFOP)其實是層先的變種,但是由於其歸納出了可能出現的各種情況,所以在記憶量上面要增大許多倍(119個公式),但同時也能有效的增加速度。CFOP是目前世界上最廣泛使用的魔術方塊速解法,因為相對於它能達到的速度來說,119個公式的記憶量就顯得不多了。

其主要分为四个步骤:

  • 將底層轉出一個符合色塊分佈的十字 (Cross):完成底面十字。根據計算,魔術方塊所有的情況都可以在8步之內完成底面十字,而絕大部分的情況可以在步內完成,因此有“7步十字”一說。十字的組法沒有公式可循,需要倚賴玩家對於魔術方塊轉動變化的理解以及經驗,仔細觀察轉動這一步會導致哪些邊塊的移動,想想看怎麼讓你的每一步可以發揮最大的效益。初學期間可以先不用在這方面下太多功夫,因為這是投資報酬率最低的一個步驟。
  • 同時將底層角塊和相對應棱塊歸位 (F2L,First 2 Layers):完成前兩層。總共有43種情況,核心概念是利用尚未放入pair的空槽使得在轉動R層(空槽被轉到頂層)後轉動U層不會影響到其他已經放入的pair,藉由R(換面可變L)與U的轉動將所有的情況set成兩種基本型的其中一個後再一併放入這對pair。這部分說有公式可以有公式,但強烈建議不要以“公式”的心態來學習F2L,以“理解”的方式學習最佳,每種情況首先可以試試自己思考出的解法,再來看看別人的方法,“理解”每一步轉動的影響以及原因,最後整理出一套屬於自己最順手的F2L。F2L可以說是CFOP的核心,速度的快慢幾乎完全取決於你對於F2L的熟練度,剛開始練習時速度掉個一兩分鐘都很正常,只要能夠堅持下去不放棄,持續練習個一週,很快就能體會到何謂“速解”了。
  • 最上層利用公式將顏色統一 (OLL,Orientation of Last Layer):頂層方向的設置。總共有57種情況,每種情況都有其對應的公式,在CFOP中的重要性僅高於Cross。由於OLL有57種情況,如果不想背這麼多的公式,可以先試試“兩段式OLL”,兩段式OLL先利用六步法組成頂層十字,將原本的57種情況減少至7種,對於新手來說也是另外一種選擇。
  • 將最上層側面的顏色統一 (PLL,Permutation of Last Layer):頂層的排列。總共有21種情況,每種情況都有其對應的公式。

SCAF编辑

SCAF (Six Cross And Finger shortcut)屬於魔術方塊簡單解法,由台灣的玩家賴寬祐所整理出來的三階魔方解法流程,玩家只需要記憶一個口訣(右上左下),利用這個口訣就能完成六面魔方,非常適合(兒童、中年、老年人)的思考與學習模式,與8355法不同的是SCAF跳過第一層角塊這項大難關,這大大降低了初學者學習難度,這也是SCAF被整理出來的目的。

SCAF在解法中被歸類為邊先法(棱先法),先完成所有邊塊的位置與方向再藉由FSC(U′RUR′)完成剩餘的角塊;精通整個解法過程可以達到Sub25,尤其是對於背公式感到反感的玩家來說SCAF是非常適合的解法;解法教學在YouTube廣受歡迎,以循序漸進的教學方式從最簡單的方式(只追求完成魔方)到(提升還原效率)、(專攻理解式的玩家)涵蓋更廣的方塊族群。

  • 第一層十字 (歸位四個同色邊塊) 系統歸位
  • 第二層邊塊 (歸位四個側面邊塊) 只需移動三步
  • 第三層十字 (調整四個邊塊方向) 只需移動三步
  • 六個面十字 (調整四個邊塊位置) 右上左下
  • 歸位八個角 (利用FSC換角翻角) 右上左下
  • SCAF賴寬祐個人教學視頻

8355法编辑

由台灣的許技江老師所規劃出來的解法,強調以理解的方法去解出魔術方塊,期望能消除新手對於「解方塊需要大量公式記憶」的疑慮。將方塊分成單層8 個角、第二層3 個邊、第三層5 個邊歸位後再將剩下5 個角歸位並轉正。

  • 8:和LBL法類似,將第一層完成,只是刻意留下一個角沒解開,留做「工作區(Working Area)」
  • 3:利用工作區將第二層的3 個邊塞入,不像LBL法需要背兩個鏡向動作的「八步法」
  • 5:利用工作區將頂層與工作區的5 個邊歸位,不像LBL法需要背「六步法」以及兩個鏡象OLL公式
  • 5:此時剩下頂層與工作區的5 個角,利用簡單的去返動作,即可達到位置送換,以及翻動方向,此時一顆方塊即解答完成。

其後面兩段"五邊"和"五角"的解法,可以用在Megaminx正十二面體魔術方塊的最後一層解法上,不需要做調整改變,

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[永久失效連結]-三阶魔方桥式快速还原解法教程(公式+图+视频+java)

雙公式基本解编辑

由台灣的玩家,一小時學盲解[1]創辦人洪啟倫所設計,改良自LBL解法,卻僅需兩個公式。大幅減少公式量,並結合記憶法做教學,口訣就是右下左上,更不容易遺忘。

电脑解法编辑

由于电脑没有记忆公式的困难,因此可以获得更佳的解。但是由于魔方的模型空间巨大,使用穷举法还是不实用。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。
  • 复原 在前一步骤的基础上进行复原。

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。

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[2]。而随后,这一结果改进为22步[3]

2010年,包括Tomas Rokicki和Morley Davidson等人的研究團隊證明任意的魔術方塊可以在20步內還原。


速解世界紀錄编辑

各種魔術方塊速解比賽最新的世界紀錄如下:[b]

魔方類型 類型 時間 (分;秒:百分秒) 紀錄保持人 賽程 細節 (分:秒;百分秒)
3×3×3 單次 3.47   YuSheng Du (杜宇生) WuHu Cube Open 2018
平均 5.53   Feliks Zemdegs Odd Day in Sydney 2019 7.16 / 5.04 / 4.67 / 6.55 / 4.99
2×2×2 單次 0.49   Maciej Czapiewski Grudziądz Open 2016
平均 1.21   Martin Vædele Egdal Kjeller Open 2018 1.06 / 1.09 / 1.64 / 1.47 / 1.07
4×4×4 單次 17.42   Sebastian Weyer Danish Open 2019
平均 21.11   Max Park Bay Area Speedcubin' 21 2019 21.01 / 22.00 / 20.31 / 19.28 / 24.79
5×5×5 單次 34.92   Max Park Houston Winter 2020
平均 39.65   Max Park Western Championship 2019 40.34 / 36.06 / 42.65 / 40.82 / 37.80
6×6×6 單次 1:09.51   Max Park Houston Winter 2020
平均 1:15.90   Max Park Houston Winter 2020 1:09.51 / 1:23.93 / 1:14.27
7×7×7 單次 1:40.89   Max Park CubingUSA Nationals 2019
平均 1:46.57   Max Park Houston Winter 2020 1:54.24 / 1:42.12 / 1:43.34
3×3×3: 盲解. 單次 15.50   Max Hilliard CubingUSA Nationals 2019
平均 18.18   Jeff Park OU Winter 2019 16.77 / 18.32 / 19.44
3×3×3: 單手 單次 6.82   Max Park Bay Area Speedcubin' 20 2019
平均 9.42   Max Park Berkeley Summer 2018 9.43 / 11.32 / 8.80 / 8.69 / 10.02
3×3×3: 最少步數解 單次 16 步   Sebastiano Tronto FMC 2019
平均 21.00 步   Cale Schoon North Star Cubing Challenge 2020 23 / 18 / 22
3×3×3: 腳解 單次 15.56   Mohammed Aiman Koli VJTI Mumbai Cube Open 2019
平均 19.90   Lim Hung (林弘) Medan 10th Anniversary 2019 17.88 / 36.12 / 18.98 / 21.01 / 19.72
Megaminx 單次 27.22   Juan Pablo Huanqui La Tienda Cubera Christmas 2019
平均 30.39   Juan Pablo Huanqui Wuxi Open 2019 30.12 / 28.50 / 31.19 / 29.97 / 31.07
Pyraminx 單次 0.91   Dominik Górny Byczy Cube Race 2018
平均 1.86   Tymon Kolasiński Grudziądz Open 2019 1.05 / 2.13 / 2.30 / 1.94 / 1.51
Square1 單次 4.59   Martin Vædele Egdal Danish Championship 2020
平均 6.34   David Epstein Solving in Sale 2021 11.79 / 6.69 / 5.40 / 6.56 / 5.77
Rubik's Clock 單次 3.29   Suen Ming Chi (孫銘志) GDSY Open 2019
平均 3.86   Yunhao Lou (娄云皓) Guangzhou Good Afternoon 2020 3.52 / 4.28 / 4.57 / 3.54 / 3.76
Skewb 單次 0.93   Andrew Huang WCA World Championship 2019
平均 2.03   Łukasz Burliga CFL Santa Claus Cube Race 2017 2.48 / 1.91 / 1.71 / 1.39 / 4.98
4×4×4: 盲解 單次 1:02.51   Stanley Chapel Michigan Cubing Club Epsilon 2019
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 單次 2:21.61   Stanley Chapel Michigan Cubing Club Epsilon 2019
平均 2:27.63   Stanley Chapel Michigan Cubing Club Epsilon 2019 2:32.48 / 2:28.80 / 2:21.62
3×3×3: 多個盲解 單次 59/60   Graham Siggins OSU Blind Weekend 2019 59:46

注釋编辑

  1. ^ 参见三阶魔方还原教程(层先法)——碧海风云
  2. ^ 平均為五次復原中,去掉最快的與最慢的成績之後,剩餘的三次平均

参考文献编辑

  1. ^ 台灣最專業的魔術方塊教學平台. 一小時學盲解. [2019-09-18] (中文(台灣)). 
  2. ^ Tom Rokicki. Twenty-Five Moves Suffice for Rubik's Cube (PDF). [2008-03-24]. 
  3. ^ Twenty-Three Moves Suffice | Domain of the Cube Forum

外部連結编辑