Rubik-kocka Varázskocka | |
---|---|
Bűvos kocka | |
alapinformációk | |
Feltaláló | Rubik Ernő |
Kibocsátási év | 1974 |
A lehetséges kombinációk száma |
43 252 003 274 489 856 000 [1] |
A nyomtatvány | kocka |
A Rubik-kocka (eredetileg "varázskocka" , Hung. bűvös kocka ) egy mechanikus kirakó , amelyet 1974-ben talált fel (és 1975-ben szabadalmaztatott) Rubik Ernő magyar szobrász és építésztanár .
A puzzle egy 3x3x3-as műanyag kocka (eredeti), 54 látható színes matricával. Egy nagy kocka lapjai a kocka 3 belső tengelye körül képesek elfordulni . A hat arc mindegyike kilenc négyzetből áll, és hat szín valamelyikére van festve, a szokásos színváltozatok egyikével, párokba rendezve egymással szemben: piros - narancssárga, fehér - sárga, kék - zöld. Az arcforgatás lehetővé teszi a színes négyzetek sokféle módon történő átrendezését. A játékos feladata a Rubik-kocka „megoldása”: a kocka lapjainak elforgatásával állítsa vissza eredeti állapotába, amikor mindegyik lap azonos színű négyzetekből áll.
A "Rubik-kocka" elnevezés a világ legtöbb nyelvén elfogadott, a német és a kínai kivételével, ahol eredeti neve "Varázskocka" ( németül Zauberwürfel ; kínai 魔方[mofan]) továbbra is gyakori, valamint héberül , ahol „magyar kocka”-nak hívják ( héb . קובייה הונגרית ).
A Rubik-kocka története 1970 márciusában kezdődött, amikor Larry Nichols feltalált egy 2 × 2 × 2-es kirakókockát , amelynek forgó részeit mágnesekre szerelték össze . A feltaláló azonnal kanadai szabadalmat kért, és 1972. április 11-én Nichols megkapta a 3655201 számú amerikai szabadalmat (később, 1986-ban a Fellebbviteli Bíróság megerősítette, hogy a 2 × 2 × 2 zsebes Rubik-kocka a találmányok hasonlósága miatt , sérti Nichols szerzői jogait ). 1970. április 9-én Frank Fox egy 3×3×3 -as gömbrejtvényre pályázott, 1974. január 16-án pedig szabadalmat kapott (1344259) [2] .
Rubik Ernő az 1970-es évek közepén a budapesti Iparművészeti Főiskola belsőépítészeti osztályán dolgozott . Soha nem sikerült elmagyaráznia a diákoknak a csoportok matematikai elméletét . Rubik csoportokban dolgozva egykor 27 fakockát készített, mindegyiket hat színre festették. Váratlanul elég nehézkesnek bizonyult egy kockát kirakni belőlük úgy, hogy minden arc a saját színére lett festve. Maga Rubik egy hónapig küzdött a problémával (bár az első Rubik-kocka állítólag tanítási eszközként készült, hogy segítse tanítványait a háromdimenziós tárgyak megértésében, valójában Rubik eredeti célja az volt, hogy megoldja a független részek szerkezeti mozgásának problémáját). De a legnehezebb volt egy olyan mechanizmust kitalálni, amely 26 kockából (nem volt szükség központira) és szerkezeti rögzítésből [3] . 1975. január 30- án E. Rubik magyar szabadalmat (HU170062) kapott találmányára, a "Varázskockára" (Bűvös kocka).
A Rubik-kockák első tételei 1977 végén jelentek meg a Budapesti Játékbolt számára. Egészen véletlenül kezdtem el érdeklődni a játék iránt[ mikor? ] egy magyar származású német számítógépes vállalkozó, Tibor Laci (egy magyarországi üzleti út során bement egy kávézóba kávézni, egy pincér kezében egy szórakoztató apróságot látott). Latsi, aki rajong a matematikáért, nagyon örült a játéknak, és szó szerint másnap megérkezett az állami tulajdonú Konsumex kereskedelmi céghez, és felajánlotta, hogy eladja a kockát Nyugaton. Aztán találkozott Rubikkal. Az érdeklődő Tibor Laci felvette a kapcsolatot a Seven Towns Ltd. tulajdonosával, az angol Tom Kremerrel , aki szintén anyai ágon magyar. Kremer vállalta, hogy felkelti az érdeklődést egy sokszínű csoda iránt.
1979 szeptemberében a budapesti tárgyalások során megállapodást kötöttek a nagy amerikai Ideal Toy Corporation céggel (amelyet később a CBS Corporation megvásárolt) egymillió kocka Egyesült Államokba történő szállításáról. A tárgyalások során egy másik probléma is felszínre került - a Cube-t csak Magyarországon szabadalmaztatták. Az amerikaiak viszont olyan árukkal kereskedhettek, amelyek szerzői jogát az Egyesült Államokban hivatalosan bejegyezték. Ennek az akadálynak a megoldása érdekében 1980 elején úgy döntöttek, hogy a Varázskockát Rubik-kockára nevezik át.[ tiszta ]
Lazi és Kremer erőfeszítései révén [1980] január-februárban megtörtént a kocka nemzetközi debütálása. 1980 februárjában a puzzle debütált a londoni, párizsi, nürnbergi játékvásáron és a New York-i játékvásáron. Az amerikai premier május 5-én volt Hollywoodban , a kockát a magyar filmsztár, Gábor képviselte . A következő két év a világméretű őrület korszaka lett, a kockahiány miatt a különböző országokban elkezdtek hamisítványokat gyártani. Csak 1982 végéig több mint 100 millió hivatalos kockát és másfélszer több hamisítványt adtak el. A kirakó eladásával nem volt gond, a gyártásnál voltak gondok. Magyarország fizikailag nem tudott több millió darabot gyártani évente. Kockagyárak nyíltak Hongkongban, Tajvanon, Costa Ricán és Brazíliában. A kocka 1981-ben került a Szovjetunióba .
1980-ban a Rubik-kocka megkapta a legjobb találmányért járó magyar nemzeti díjat, és megnyerte a legjobb játékért járó versenyeket az USA-ban, Nagy-Britanniában, Németországban, Franciaországban. A rejtvény népszerűsége nőtt. A kocka összeszerelésének nehézségei a problémával foglalkozó különkiadások özönét idézték elő: több mint 60 könyv jelent meg. Az órákon át tartó folyamatos játéktól az emberek egyszerűen begörcsölték a csuklójukat. Sok étteremben a kocka az egyik kötelező terítési elem volt a só- és borsszóró mellett. Megjelent a Rubik-kocka művészete - a művészek nemcsak maguk gyűjtötték össze a kockákat, hanem már össze is rakták a kockákból a munkáikat. 1981-ben Angliában kerül sor a kocka Károly hercegnek és Lady Dianának való átadásának ceremóniájára (ugyanakkor megjelenik az 1981. július 29-én megtartott esküvőjüknek szentelt limitált kiadású „Royal Puzzle”). puzzle a New York-i Modern Művészetek Múzeumában látható , és egy évvel később a Rubik-kocka bekerül az Oxfordi szótárba .
Ma a Rubik-kocka és más Rubik Ernő-rejtvények jogai az angol Seven Towns Ltd. céget illetik, amely 40 éve Rubik Ernő közeli barátja, Tom Kremer tulajdona [4] [5] . A britek ellenőrzése alatt a Rubik-kockát világszerte gyártják és értékesítik. Az első eredeti Rubik-kockák teljes egészében műanyagból készültek. Később elkezdtek alkatrészeket gyártani a belső üreg felhasználásával. A rejtvények túlnyomó többsége Kínában (néha Tajvanon vagy Hongkongban) készül. A rejtvényeket Németországban (Meffert), Japánban (Katsuhiko Okamoto), Görögországban (Verdes Panayiotis, V-kocka), Ukrajnában (Smart Cube / Smartcube, Odessza kocka) és néhány Oroszországban is készítik. 1997-ig volt egy amerikai gyártó, az Ideal Toys, aki elkészítette a Star Alexander -rejtvényt .
A központi és élelemekből belülről egy töredéket vágnak ki oly módon, hogy három henger egyesülése formájában üreget kapunk . Ezen kívül a perem- és sarokelemeken speciálisan kialakított kiemelkedések találhatók. Ezek a kiemelkedések egy henger töredékét alkotják, amely szorosan illeszkedik az üregbe. Ennek a kialakításnak köszönhetően a kocka lapjai szabadon forognak.
A szerkezet közepén a "láthatatlan kocka" helyett egy háromdimenziós kereszt található, amelyen a központi elemek szabadon forognak. Az összes többi elem egymáshoz tapad, és a kiemelkedéseket a fenti mélyedésbe vezeti.
Központi elem
Bordás elem
sarokelem
Keresztdarabos változat központi elemekkel
A Szovjetunióban a " Young Technician " folyóirat 1982. évi 7. számában rajzokat tettek közzé a kocka független gyártásához. Eltértek az általunk ismert kialakítástól, és kifejezetten fa alkatrészekhez készültek. Ezeken a rajzokon a hornyok érvényesültek a kiemelkedésekkel szemben. Aki viszont szeretne ilyen kockát összeállítani, annak 27 egyforma bükkfából vagy hársból készült kockára , sárgaréz gyűrűkre és viaszra lenne szüksége az arcok kenéséhez.
A 3x3x3-as Rubik-kocka összes elérhető különböző állapotának száma:
43 252 003 274 489 856 000Ez a szám figyelembe veszi a kocka oldalainak elforgatásával elérhető permutációkat, és ha figyelembe vesszük azokat az illegális állapotokat is, amelyeket a kocka fizikailag részekre bontásával és összeszerelésével lehet elérni, akkor az állapotok száma tizenkétszer több lesz:
519 024 039 293 878 272 000Ha figyelembe vesszük a központi négyzetek tájolását, akkor a lehetséges állapotok száma 4 6 /2 = 2048-szorosára nő. A kocka összeállításakor azonban szinte soha nem veszik figyelembe a központi négyzetek tájolását, mivel a legtöbb közönséges Rubik-kockán nincs olyan jelölés, amely lehetővé tenné a követést.
A Rubik-kocka isteni algoritmusa utáni kutatásának története legkésőbb 1980-ban kezdődött, amikor a Rubik-kocka szerelmeseinek levelezőlistát nyitottak [6] . Azóta matematikusok, programozók és csak amatőrök arra törekednek, hogy olyan algoritmust találjanak, amely lehetővé teszi a Rubik-kocka minimális számú mozdulattal történő megoldását.
2010 júliusában Thomas Rokiki Palo Alto programozója, Herbert Kotsemba darmstadti matematikatanár, Morley Davidson, a Kenti Egyetem matematikusa és a Google Inc. mérnöke. John Dethridge bebizonyította, hogy a Rubik-kocka minden konfigurációja legfeljebb 20 mozdulattal megoldható. Ebben az esetben az arc bármely fordulatát egy mozdulatnak tekintették. Így az FTM - mérőszámban az Isten száma 20 lépésnek bizonyult [7] .
Azokat az embereket, akik szeretik a Rubik-kocka nagy sebességű összeszerelését, speedcuber -nek nevezik . Maga a sebesség-szerelvény pedig speedcubing .
Jelenleg az egyik legnépszerűbb gyorsasági összeállítási módszer Jessica Friedrich [8] [9] módszere . A fejlettebb speedcuberek olyan tanulási algoritmusok, amelyek egyesítik az utolsó réteg felépítésének 2 szakaszát.
A World Speedcubing Association (WCA) rendszeresen rendez hivatalos Rubik-kocka gyorsasági versenyeket . Kétévente rendeznek Európa-, Ázsiai- és Világbajnokságot.
A WCA szabályok szerint a kockákat összeállítás előtt egy számítógép által a TNoodle programmal generált algoritmus (scramble) szerint kell megkeverni (3x3x3-as kockához, egyéb rejtvényekhez külön kódolás generáló programok vannak). Ebben az esetben minden résztvevő esetében a kevert kocka (scramble) kezdeti pozícióinak azonosaknak kell lenniük.
A győztest nem egyetlen összeállítás eredménye, hanem 5 kísérlet átlagideje határozza meg, miközben a legjobb és a legrosszabb próbálkozást nem veszik figyelembe, hanem a maradék három átlagát számolják. Más tudományágakban azonban más lehetőségek is használhatók: a 3-as átlag (például egy 7 × 7 × 7-es kocka esetén), a 3-ból a legjobb (vakszerelés).
Ezenkívül a speedcuberek egy kézzel is meg tudják oldani a Rubik-kockát a mozdulatok számára, vakon vagy több kockával vakon (multi-blind)
Korunk hivatalos versenyei a következő kategóriákban zajlanak:
Kategória | Kocka típus |
---|---|
Gyors összeszerelés | 2×2×2, 3×3×3, 4×4×4, 5×5×5, 6×6×6, 7×7×7 |
Összeszerelés egy kézzel | 3×3×3 |
Vakszerelés | 3×3×3, 4×4×4, 5×5×5 |
Összeállítás a mozdulatok számán | 3×3×3 |
A klasszikus szakágban (kocka 3 × 3 × 3) a jelenlegi rekord 3,47 másodperc. Du Yusheng ( kínai: 杜宇生) kínai képviselő telepítette 2018. november 24-25-én a Wuhu Open 2018 versenyen Kínában. A World Speedcubing Association (WCA) által hivatalosan lebonyolított versenyek közül a vak 5 × 5 × 5 kocka szerelvény a legnehezebb, ebben a szakágban a jelenlegi időrekord 2:21,62, és az amerikai Stanley Chapelhez tartozik . További rekordok a [10] táblázatban tekinthetők meg .
Robotok2011 októberében a speciálisan 4 Lego Mindstorms készletből összeállított CubeStormer II robot megdöntötte az emberi rekordot, és 5,53 másodperc alatt megoldotta a kockát [11] [12] (a rekordot nem a WCA jelenlétében állították fel jutalék, ezért nem hivatalos, és az egy személy által felállított nem hivatalos rekord még kisebb).
2014 márciusában, másfél év alatt készítettek David Gilday ( eng. David Gilday ) és Mike Dobson ( angol. Mike Dobson ) mérnökök, a CubeStormer III ugyanannak a Lego Mindstorms konstruktornak a részeiből, és ARM agyvel a Samsung Galaxy S4 okostelefon formájában 3,253 másodperc alatt teljesítette a rejtvényt.
2015 novemberében Zackary Gromko, egy amerikai diák által épített gép 2,39 másodperc alatt megoldotta a Rubik-kockát.
2016 januárjában Jay Flatland és Paul Rose Kansasból megmutatta számítógépét a Guinness Rekordok Könyvének hivatalos képviselőjének: a rendszer 0,9 másodpercig tartott [ 13] .
2018 januárjában Ben Katz robotikus és Jared Di Carlo szoftvermérnök olyan robotot alkotott, amely 0,38 másodperc alatt képes megoldani a Rubik-kockát [14] .
2009. március 8-án volt Oroszország első hivatalos bajnoksága, a győztes Anton Rostovikov lett. 2011. november 26-27-én Moszkvában került megrendezésre Oroszország hivatalos nyílt bajnoksága [15] , amelyen mintegy 60-an vettek részt a 2 × 2 × 2-től a 7 × 7 × 7-ig terjedő szakágakban, valamint a vak szerelvényeken. a Rubik-kocka. Szergej Rjabko a döntőben 10,65 másodperces átlageredménnyel lett bajnok a 3×3×3-as szakágban . Az egyetlen összeállításban elért orosz rekord Alekszandr Bashutkiné, a Cubing Ekat Open 2021 bajnokságon 5,16 másodperc alatt teljesítette a rejtvényt [16] .
2010. október 1. és október 3. között Budapesten rendezték meg az Európa-bajnokságot , amelyen különböző szakágakban indultak versenyzők. Szergej Rjabko lett Európa-bajnok a klasszikus 3 × 3 × 3-as kocka összeszerelésében , miután a döntőben felülmúlta az akkori rekorder Eric Akkersdijket egyetlen kísérletben, a döntőben átlagos idővel. 10,31 másodperc.
2012. október 12. és 14. között Wroclawban (Lengyelország) rendezték meg az Európa-bajnokságot. Zsinórban másodszor egy orosz résztvevő, Szergej Ryabko lett a bajnok, megelőzve a világbajnokot. Szergej átlagideje 8,89 másodperc volt.
A Rubik-kocka változatai
Rubik-kocka blokkolt elemekkel
őrült kocka
Rubik-kocka a vakoknak Braille -írás
Elektronikus Rubik-kocka fizikai forgatás nélkül (Rubik forradalma)
Mazecube
A 3×3×3-as kocka hagyományos 6 színű kivitelezésén kívül 2×2×2, 4×4×4, 5×5×5, 6×6×6, 7×7×7, 8×8×8, 9 × 9x9, 10x10x10, 11x11x11, 12x12x12, 13x13x13, 14x14x14, 15x15x15, 16x16x16, 17x17x17, x 19, x 19, kockák képekkel az arcokon vagy csak nem szokványos színekkel; több kocka kombinálásával kapott "hibridek", tetraéderes változatok, különböző számú részlettel a rétegekben [17] , lekerekített sarkokkal vagy akár bizarr alakkal. A 4-es oldalú kockát gyakran mesterkockának ( angolul ) vagy "Rubik bosszújának" ("Rubik bosszúja") nevezik.
Az óriás Rubik-kockák összeállításának algoritmusai a 3 × 3 × 3-as Rubik-kocka összeállítási algoritmusra redukálódnak [18] , esetenként még a kockákat is 2x2x2-re redukálják, ami megakadályozza a paritásokat, ugyanakkor jelentősen megnöveli az összeszerelési időt.
Jelenleg a legnagyobb sorozatban gyártott "nem virtuális" Rubik-kocka a 21x21x21-es Rubik-kocka. A rekorder azonban egy 33×33×33-as kocka [19] , amelyet 3D nyomtatóval készítettek. Ugyanez a személy hozta létre az 1x2x111 téglatestet. Minél több kis kocka van a Rubik-kockában, általában annál nehezebb és hosszabb a megoldás. Ugyanakkor a különböző méretű kockák összeállításában némi egységesség tapasztalható, mivel a nagy Rubik-kockák (4 × 4 × 4, 5 × 5 × 5 stb.) összeállításának népszerű módszerei a redukción alapulnak, vagyis egy ilyen kocka összeállításának redukálása a kocka összeállítására 3 × 3 × 3.
Léteznek a vakok számára Rubik-kockák is, amelyek összeállítása nem a vizuális, hanem a kocka felületeinek tapintási érzetén alapul, vagyis színek helyett domborműves felületet alkalmaznak.
A Rubik-kocka módosításának egyik példája a Mirror Rubik-kocka , amelynek tömbmérete 3 × 3 × 3, mint a kirakós eredeti változatában, de minden lapja azonos színű (gyakran fényes, tükrözött - innen a név), de mindegyiken négyzetek helyett különböző méretű téglalapok. A tükörkockát 2006-ban a japán Hidetoshi Takeji [20] [21] találta fel .
Fisher kocka
Gigaminx
Teraminx
rubik dominó
Lapos Rubik-kocka
Kocka az ürességgel
Rubik-kocka 3x3x5
Rubik-kockák összeszerelése 3x3x4 és 3x3x5
Rubik-kocka 2x2x3
Rubik-kocka 3x3x2
Dupla Rubik-kocka
dínó kocka
Supersquire 1
Számos, a Rubik-kockához hasonló, de eltérő alakú rejtvény létezik, ezek közül néhány:
Majdnem 30 évvel a kocka feltalálása után Rubik Ernő új rejtvényt készített, a Rubik-labdát , amelyet 2009 februárjában egy németországi kiállításon mutattak be [26] .
A Rubik-kockához hasonló rejtvények szimulálhatók számítógépen : az egyszerű 2x2x2 -től, 3x3x3-tól [27] a nagyon összetett lehetőségekig (100x100x100 vagy 1000x1000x1000 kocka), amelyek a fizikai világban lehetetlenek – 4- , 5- , sőt 7 -es - dimenziós analógok [28] [29] [30] .
Vannak számítógépes játékok , amelyek a "Varázskockát" szimulálják, de az eredeti mechanikus kirakós játékhoz képest nem terjedtek el széles körben. A pCubes az egyik legerősebb emulátor, ahová a természetben soha nem létező rejtvényeket is összegyűjtheti, semmilyen formában.
2018-ban két független fejlesztőcsapat bemutatta a Rubik-kocka elektronikus változatát. Egy Tel-Aviv - i (Izrael) csoport bemutatta a GoCube-ot, a Rubik-kockához hasonló sportkütyüt, amely BlueTooth -on keresztül csatlakozik egy táblagéphez [31] . Ezenkívül egy 13 éves Novato (USA) feltaláló az apjával együtt bemutatta a Rubik-kocka 2x2x2 változatát: WOWCube 24 képernyővel és több játékkonzolként is működő játékkal [32] [33] .
A Rubik-kocka volt a kultúrára, a művészetre, az építészeti kompozíciókra és néhány szokásra. Nem sokkal a Rubik-kocka Szovjetunióban való megjelenése után ennek az országnak sok polgára láthatta összeállítását a Szovjetunió Központi Televízióján bemutatott „ The Coming Century ” (1985) televíziós film ötödik sorozatában.
A közösségi hálózatokon | ||||
---|---|---|---|---|
Szótárak és enciklopédiák | ||||
|