Cubul lui Rubik Cubul magic | |
---|---|
Bűvos kocka | |
informatii de baza | |
Inventator | Erno Rubik |
Anul emiterii | 1974 |
Numărul de combinații posibile |
43 252 003 274 489 856 000 [1] |
Forma | cub |
Cubul lui Rubik (inițial „cubul magic” , Hung. bűvös kocka ) este un puzzle mecanic inventat în 1974 (și patentat în 1975) de sculptorul și profesorul de arhitectură maghiar Erno Rubik .
Puzzle-ul este un cub de plastic 3x3x3 ( original) cu 54 de autocolante colorate vizibile. Fețele unui cub mare sunt capabile să se rotească în jurul a 3 axe interne ale cubului. Fiecare dintre cele șase fețe este formată din nouă pătrate și este pictată într-una din șase culori, într-una dintre opțiunile de culoare comune, dispuse în perechi una față de cealaltă: roșu - portocaliu, alb - galben, albastru - verde. Rotațiile feței vă permit să rearanjați pătratele colorate în multe moduri diferite. Sarcina jucătorului este de a „rezolva cubul Rubik”: rotind fețele cubului, readuceți-l la starea inițială, când fiecare dintre fețe este formată din pătrate de aceeași culoare.
Numele „Rubik’s Cube” este acceptat în majoritatea limbilor lumii, cu excepția germanei și chinezei, unde numele său original „Magic Cube” ( germană Zauberwürfel ; chineză 魔方[mofan]) rămâne comun, precum și ebraică. , unde este numit „cubul maghiar” ( evr . קובייה הונגרית ).
Istoria Cubului Rubik a început în martie 1970, când Larry Nichols a inventat un cub puzzle 2×2×2 cu piese rotative asamblate pe magneți . Inventatorul a solicitat imediat un brevet canadian și la 11 aprilie 1972, Nichols a primit un brevet american cu numărul 3655201 (mai târziu, în 1986, Curtea de Apel a confirmat că cubul Rubik de buzunar 2 × 2 × 2, datorită asemănării invențiilor , încalcă drepturile de autor ale lui Nichols ). Pe 9 aprilie 1970, Frank Fox a aplicat pentru un puzzle sferic 3×3×3 , iar pe 16 ianuarie 1974 a primit un brevet (1344259) [2] .
La mijlocul anilor 1970, Erno Rubik a lucrat la Departamentul de Design Interior al Academiei de Arte Aplicate din Budapesta . Nu a reușit niciodată să explice studenților teoria matematică a grupurilor . Lucrând în grupuri, Rubik a făcut cândva 27 de cuburi de lemn, fiecare pictat în șase culori. În mod neașteptat, s-a dovedit a fi destul de dificil să pui câte un cub din ele, astfel încât fiecare față a fost vopsită în propria sa culoare. Rubik însuși s-a luptat cu problema timp de o lună (deși primul cub Rubik a fost construit ca instrument de predare pentru a-și ajuta elevii să înțeleagă obiectele tridimensionale, de fapt, scopul inițial al lui Rubik a fost să rezolve problema mișcării structurale a pieselor independente). Însă cel mai dificil a fost să vină cu un mecanism care consta din 26 de cuburi (nu era nevoie de unul central) și prindere structurală [3] . La 30 ianuarie 1975, E. Rubik a primit un brevet maghiar (HU170062) pentru invenția sa, „Cubul magic” (Bűvös kocka).
Primele loturi de cuburi Rubik au fost lansate la sfârșitul anului 1977 pentru magazinul de jucării din Budapesta. Am devenit interesat de jucărie din întâmplare[ când? ] un antreprenor german de calculatoare de origine maghiară Tibor Laci (intrucând într-o cafenea în timpul unei călătorii de afaceri în Ungaria pentru a bea cafea, a văzut un lucru mic distractiv în mâinile unui chelner). Latsi, pasionat de matematică, a fost încântat de jucărie și literalmente a doua zi a ajuns la compania comercială de stat Konsumex și s-a oferit să vândă cubul în Occident. Apoi l-a cunoscut pe Rubik. Interesat Tibor Laci l-a contactat pe proprietarul Seven Towns Ltd., englezul Tom Kremer , de asemenea maghiar de partea mamei sale. Kremer s-a angajat să atragă interesul pentru un miracol multicolor.
În septembrie 1979, în timpul negocierilor de la Budapesta, a fost încheiat un acord cu marea companie americană Ideal Toy Corporation (cumpărată ulterior de CBS Corporation) pentru furnizarea a un milion de cuburi către Statele Unite . În timpul negocierilor, a apărut o altă problemă - Cubul a fost brevetat doar în Ungaria. Americanii, pe de altă parte, puteau face comerț cu bunuri, drepturile de autor pentru care erau înregistrate oficial în Statele Unite. Pentru a rezolva cumva acest obstacol, chiar la începutul anului 1980, s-a decis să redenumească Cubul Magic în Cubul lui Rubik.[ clarifica ]
Prin eforturile lui Lazi și Kremer, în ianuarie-februarie [1980] a avut loc debutul internațional al cubului. În februarie 1980, puzzle-ul și-a făcut debutul la târgurile de jucării de la Londra, Paris, Nürnberg și New York. Premiera americană a avut loc pe 5 mai la Hollywood , iar vedeta de cinema maghiară Gabor a reprezentat cubul . Următorii doi ani au devenit o perioadă de nebunie la nivel mondial, din cauza lipsei de cuburi, falsurile au început să fie produse în diferite țări. Numai până la sfârșitul anului 1982 s-au vândut peste 100 de milioane de cuburi oficiale și de o ori și jumătate mai multe falsuri. Nu au fost probleme cu vânzarea puzzle-ului, au fost probleme cu producția. Ungaria nu putea produce fizic mai mult de câteva milioane de bucăți pe an. Fabricile Cube se deschid în Hong Kong, Taiwan, Costa Rica și Brazilia. Cubul a venit în Uniunea Sovietică în 1981.
În 1980, Cubul Rubik a primit premiul național maghiar pentru cea mai bună invenție și a câștigat concursuri pentru cea mai bună jucărie în SUA, Marea Britanie, Germania, Franța. Popularitatea puzzle-ului a crescut. Dificultatea de asamblare a cubului a dat naștere unui val de ediții speciale pe această problemă: au fost publicate peste 60 de cărți. De la ore continue de joacă, oamenii pur și simplu și-au înghesuit încheieturile. În multe restaurante, cubul a fost unul dintre elementele obligatorii pentru aranjarea mesei, împreună cu o sare și piper. A apărut Rubik's Cube Art - artiștii au colectat nu numai cuburile înșiși, ci și-au asamblat deja lucrările din cuburi. În 1981, în Anglia are loc ceremonia de prezentare a cubului Prințului Charles și Lady Diana (în același timp, o versiune în ediție limitată dedicată nunții lor , desfășurată pe 29 iulie 1981, este lansată „Royal Puzzle”). puzzle-ul este expus la Muzeul de Artă Modernă din New York , iar un an mai târziu, Cubul Rubik își face loc în Dicționarul Oxford .
Astăzi, drepturile asupra Cubului Rubik și a altor puzzle-uri ale lui Erno Rubik aparțin companiei engleze Seven Towns Ltd., care este deținută de prietenul apropiat al lui Erno Rubik, Tom Kremer, timp de 40 de ani [4] [5] . Sub controlul britanicilor, Cubul Rubik este produs și vândut în toată lumea. Primele cuburi Rubik originale au fost realizate în întregime din plastic. Mai târziu au început să producă piese folosind cavitatea din interior. Marea majoritate a puzzle-urilor sunt realizate în China (uneori în Taiwan sau Hong Kong). De asemenea, puzzle-urile sunt fabricate în Germania (Meffert), Japonia (Katsuhiko Okamoto), Grecia (Verdes Panayiotis, V-cube), Ucraina (Smart Cube / Smartcube, Odessa Cube) și unele în Rusia. Până în 1997, a existat un producător american, Ideal toys, care a realizat puzzle-ul Star Alexander .
Din elementele centrale și de margine, un fragment este tăiat din interior astfel încât să se obțină o cavitate sub forma unei uniri de trei cilindri . În plus, există proeminențe cu formă specială pe elementele de margine și colț. Aceste proeminențe formează un fragment de cilindru care se potrivește strâns în cavitate. Datorită acestui design, fețele cubului se rotesc liber.
În centrul structurii, în locul unui „cub invizibil”, există o cruce tridimensională, pe care elementele centrale se rotesc liber. Toate celelalte elemente se țin unul de celălalt, intrând proeminențele în locașul de mai sus.
Element central
Element nervură
element de colț
Varianta traversă cu elemente centrale
În URSS , în revista „ Tânărul tehnician ” nr. 7 pentru 1982, au fost publicate desene pentru fabricarea independentă a cubului. Acestea diferă de designul cunoscut nouă și au fost concepute special pentru componente din lemn. În aceste desene, canelurile au prevalat asupra proiecțiilor. Cu toate acestea, cineva care ar dori să asambleze un astfel de cub ar avea nevoie de 27 de cuburi identice din fag sau tei , inele de alamă și ceară pentru a lubrifia fețele.
Numărul tuturor stărilor diferite accesibile ale unui cub Rubik 3x3x3 este:
43 252 003 274 489 856 000Acest număr ia în considerare permutările care pot fi realizate prin rotirea laturilor cubului, iar dacă luăm în considerare și stările ilegale care pot fi obținute prin dezasamblarea fizică a cubului în părți și reasamblarea acestuia, atunci numărul de stări va devin de douăsprezece ori mai mult:
519 024 039 293 878 272 000Dacă luăm în considerare orientarea pătratelor centrale, atunci numărul stărilor posibile crește cu un factor de 4 6 /2 = 2048 ori. Cu toate acestea, la asamblarea unui cub, orientarea pătratelor centrale nu este aproape niciodată luată în considerare, deoarece majoritatea cuburilor Rubik obișnuite nu au marcaje care să le permită urmărirea.
Istoria căutării algoritmului lui Dumnezeu pentru Cubul Rubik a început nu mai târziu de 1980, când a fost deschisă o listă de corespondență pentru iubitorii Cubului Rubik [6] . De atunci, matematicienii, programatorii și doar amatorii s-au străduit să găsească un algoritm care să permită rezolvarea cubului Rubik în un număr minim de mișcări.
În iulie 2010, programatorul Palo Alto Thomas Rokiki, profesorul de matematică din Darmstadt Herbert Kotsemba, matematicianul de la Universitatea Kent Morley Davidson și inginer la Google Inc. John Dethridge a demonstrat că fiecare configurație a Cubului Rubik poate fi rezolvată în cel mult 20 de mișcări. În acest caz, orice întorsătură a feței era considerată o mișcare. Astfel, numărul lui Dumnezeu din metrica FTM s-a dovedit a fi 20 de mișcări [7] .
Oamenii care sunt pasionați de asamblarea de mare viteză a cubului Rubik sunt numiți speedcubers . Și ansamblul viteză în sine este speedcubing .
În prezent, una dintre cele mai populare metode de asamblare a vitezei este metoda Jessica Friedrich [8] [9] . Speedcuber-urile mai avansate sunt algoritmi de învățare care combină cele 2 etape ale construirii ultimului strat într-una singură.
Competițiile oficiale de viteză Rubik's Cube sunt organizate în mod regulat de World Speedcubing Association (WCA). La fiecare doi ani, au loc Campionate Europene, Asiatice și Mondiale.
Conform regulilor WCA, cuburile trebuie amestecate înainte de asamblare după un algoritm (scramble) generat de un computer folosind programul TNoodle (pentru un cub 3x3x3, pentru alte puzzle-uri există programe separate de generare de scramble). În acest caz, pentru toți participanții, pozițiile inițiale ale zarului mixt (scrambles) trebuie să fie aceleași.
Câștigătorul este determinat nu de rezultatul unei singure adunări, ci de timpul mediu de 5 încercări, în timp ce încercările cele mai bune și cele mai proaste nu sunt luate în considerare, ci se calculează media celor trei rămase. Cu toate acestea, în alte discipline, pot fi folosite și alte opțiuni: media 3 (de exemplu, pentru un cub de 7 × 7 × 7), cel mai bun din 3 (asamblare oarbă).
De asemenea, speedcubers pot rezolva cubul Rubik cu o singură mână, pentru numărul de mișcări, orbește sau mai multe cuburi orbește (multi-blind)
Competițiile oficiale din vremea noastră se desfășoară la următoarele categorii:
Categorie | Tip cub |
---|---|
Asamblare rapidă | 2×2×2, 3×3×3, 4×4×4, 5×5×5, 6×6×6, 7×7×7 |
Asamblare cu o singură mână | 3×3×3 |
Asamblare orb | 3×3×3, 4×4×4, 5×5×5 |
Asamblare pe numărul de mișcări | 3×3×3 |
La disciplina clasică (cub 3 × 3 × 3), recordul actual este de 3,47 secunde. A fost instalat de reprezentantul chinez Du Yusheng ( chineză: 杜宇生) în perioada 24-25 noiembrie 2018 la competiția Wuhu Open 2018 din China. Dintre competițiile care sunt organizate oficial de World Speedcubing Association (WCA), ansamblul cubului blind 5 × 5 × 5 are dificultatea maximă, recordul actual de timp la această disciplină este de 2:21.62 și aparține Capelei americane Stanley . Alte înregistrări pot fi vizualizate în tabelul [10] .
RoboțiÎn octombrie 2011, robotul CubeStormer II , asamblat special din 4 seturi de Lego Mindstorms, a doborât recordul uman și a rezolvat cubul în 5,53 secunde [11] [12] (recordul nu a fost stabilit în prezența WCA ). comision și, prin urmare, nu este oficial, iar înregistrarea neoficială stabilită de o persoană este și mai mică).
În martie 2014, creat într-un an și jumătate de inginerii David Gilday ( ing. David Gilday ) și Mike Dobson ( ing. Mike Dobson ) CubeStormer III din părți ale aceluiași constructor Lego Mindstorms și cu un creier ARM în forma unui smartphone Samsung Galaxy S4 , a finalizat puzzle-ul în 3.253 de secunde.
În noiembrie 2015, o mașină construită de Zackary Gromko, un student din SUA, a rezolvat un cub Rubik în 2,39 secunde.
În ianuarie 2016, Jay Flatland și Paul Rose din Kansas și-au arătat computerul reprezentantului oficial al Guinness Book of Records: sistemul a durat 0,9 secunde [ 13] .
În ianuarie 2018, roboticianul Ben Katz și inginerul de software Jared Di Carlo au creat un robot care poate rezolva un cub Rubik în 0,38 secunde [14] .
8 martie 2009 a fost primul campionat oficial al Rusiei, câștigătorul a fost Anton Rostovikov. În perioada 26-27 noiembrie 2011, la Moscova a avut loc campionatul oficial deschis al Rusiei [15] , în care aproximativ 60 de persoane au luat parte la discipline de la 2 × 2 × 2 la 7 × 7 × 7, precum și la asamblarea orb. cubul Rubik. Serghei Ryabko a devenit campion la disciplina 3×3×3 cu un rezultat mediu de 10,65 secunde în finală. Recordul rusesc într-un singur ansamblu îi aparține lui Alexander Bashutkin, acesta a completat puzzle-ul în 5,16 secunde la campionatul Cubing Ekat Open 2021 [16] .
În perioada 1 octombrie - 3 octombrie 2010, la Budapesta a avut loc Campionatul European , care a reunit participanți care concurează la diverse discipline. Speedcuberul rus Serghei Ryabko a devenit campion european la ansamblul clasicului cub 3×3×3 , depășind în finală, inclusiv deținătorul recordului de atunci, într-o singură încercare , Eric Akkersdijk , cu un timp mediu în finala de 10,31 secunde.
În perioada 12-14 octombrie 2012 la Wroclaw (Polonia) a avut loc Campionatul European. Pentru a doua oară consecutiv, un participant din Rusia Sergey Ryabko a devenit campion, înaintea campionului mondial. Timpul mediu al lui Sergey a fost de 8,89 secunde.
Variante ale Cubului Rubik
Cubul Rubik cu elemente blocate
cub nebun
Cubul Rubik pentru orbi Braille
Cubul Rubik electronic fără rotație fizică (Revoluția lui Rubik)
Mazecube
Pe lângă execuția tradițională în 6 culori a cubului 3×3×3, există 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, 12x19, 12x19; cuburi cu imagini pe fețe sau doar culori neconvenționale; „hibrizi” obținuți prin combinarea mai multor cuburi, variante cu tetraedre, cu un număr diferit de detalii în straturi [17] , colțuri rotunjite sau chiar o formă bizară. Un cub cu o latură de 4 este adesea denumit cub principal ( în engleză ) sau „Răzbunarea lui Rubik” („răzbunarea lui Rubik”).
Algoritmii de asamblare a cuburilor Rubik gigantice sunt reduse la algoritmul de asamblare a cubului Rubik 3 × 3 × 3 [18] , în unele cazuri chiar și cuburile sunt reduse la 2x2x2, ceea ce previne paritățile, dar în același timp crește semnificativ timpul de asamblare.
În prezent, cel mai mare cub Rubik „non-virtual” produs în serie este Cubul Rubik 21x21x21. Totuși, deținătorul recordului este un cub 33×33×33 [19] creat folosind o imprimantă 3D. Aceeași persoană a creat cuboidul 1x2x111. Cu cât sunt mai multe cuburi mici în cubul Rubik, cu atât este de obicei mai dificil și mai lung să-l rezolvi. Cu toate acestea, în același timp, există o anumită uniformitate în asamblarea cuburilor de diferite dimensiuni, deoarece metodele populare de asamblare a cuburilor Rubik mari (4 × 4 × 4, 5 × 5 × 5 etc.) se bazează pe reducere, adică reducerea ansamblului unui astfel de cub la ansamblul cubului 3 × 3 × 3.
Există și cuburi Rubik pentru nevăzători, al căror asamblare se bazează nu pe senzația vizuală, ci pe senzația tactilă a suprafețelor cubului, adică în loc de culori se folosește o suprafață de relief.
Un exemplu de modificare a Cubului Rubik este Mirror Rubik's Cube , cu o dimensiune a matricei de 3 × 3 × 3, ca în versiunea originală a puzzle-ului, dar realizat cu toate fețele de aceeași culoare (adesea strălucitoare, oglindă - de unde și numele), dar pe fiecare dintre care în loc de pătrate - dreptunghiuri de diferite dimensiuni. Cubul oglindă a fost inventat în 2006 de japonezul Hidetoshi Takeji [20] [21] .
Fisher Cube
Gigaminx
Teraminx
rubik domino
Cubul Rubik plat
Cub cu gol
Cubul Rubik 3x3x5
Asamblarea cuburilor Rubik 3x3x4 și 3x3x5
Cubul Rubik 2x2x3
Cubul Rubik 3x3x2
Cub Rubik dublu
dino cub
Supersquire 1
Există multe puzzle-uri similare cu Cubul Rubik în ceea ce privește dispozitivul, dar cu o formă diferită, unele dintre ele sunt:
La aproape 30 de ani de la inventarea cubului, Erno Rubik a creat un nou puzzle - mingea lui Rubik , care a fost demonstrată la o expoziție din Germania în februarie 2009 [26] .
Puzzle-urile virtuale precum Cubul Rubik pot fi simulate pe computer : de la simple 2x2x2, 3x3x3 [27] la opțiuni foarte complexe (100x100x100 sau 1000x1000x1000 cuburi), imposibile în lumea fizică — 4- , 5- și chiar 7 - analogi dimensionali [28] [29] [30] .
Există jocuri pe calculator care simulează „Magic Cube”, dar nu au primit o distribuție largă în comparație cu puzzle-ul mecanic original. Unul dintre cei mai puternici emulatori, unde poți colecta chiar și acele puzzle-uri care nu au existat niciodată în natură sub nicio formă, este pCubes.
În 2018, două echipe independente de dezvoltare au introdus versiuni electronice ale Cubului Rubik. Un grup din Tel Aviv (Israel) a prezentat GoCube, un gadget sportiv similar cubului Rubik care se conectează prin BlueTooth la o tabletă [31] . De asemenea, un inventator de 13 ani din Novato (SUA) împreună cu tatăl său au prezentat o versiune a Cubului Rubik 2x2x2: WOWCube cu 24 de ecrane și mai multe jocuri care funcționează ca o consolă de jocuri [32] [33] .
Cubul Rubik a influențat cultura, arta, compozițiile arhitecturale și unele obiceiuri. La scurt timp după apariția Cubului Rubik în URSS, mulți cetățeni ai acestei țări au putut vedea asamblarea acestuia în a cincea serie a filmului de televiziune „ The Coming Century ” (1985) difuzat la Televiziunea Centrală a URSS .
În rețelele sociale | ||||
---|---|---|---|---|
Dicționare și enciclopedii | ||||
|