Сборка кубика рубика за 20 ходов

Ученые узнали, как собрать кубик-рубик за 20 ходов

Наверняка всем с детства известна знаменитая головоломка, названная по имени своего создателя – Эрнё Рубика. Довольно быстро она завоевала популярность и добралась до самых отдаленных уголков планеты.

Без должной сноровки сложить головоломку не получится, даже проделав сотню манипуляций, но сравнительно недавно специалисты из компании Google Inc. узнали, как собрать кубик-рубик за 20 ходов. Этого феноменального результата им удалось добиться при помощи компьютера, которому была дана задача – проанализировать все возможные комбинации.

Откуда взялся кубик Рубика

В далеком 1974 году венгерский архитектор и преподаватель в Академии прикладного искусства Эрнё Рубик задумался об оптимальном способе познания трехмерного пространства.

Он хотел, чтобы новое изобретение помогло студентам в изучении мира, и однажды ему в голову пришла сенсационная мысль – создать головоломку. Задача, казалось бы, элементарная – поворачивать ряды куба, пока каждая из сторон не станет одноцветной. Но схема сборки кубика-рубика не так проста и может занимать по времени даже несколько часов, так и не дав результата. Студенты оценили интересное изобретение и увлеклись новой игрушкой. В тот момент создатель и не подозревал, что через много лет ученые будут ломать голову, разгадывая головоломку, пока не разберутся, как собрать кубик-рубик за 20 ходов.

Поначалу оригинальная игрушка не была популяра среди инвесторов. Считалось, что её производство не будет рентабельным, поскольку сборка кубика Рубика может быть интересна только интеллектуалам. Тем не менее, одно небольшое предприятие решилось все-таки вложиться в этот необычный проект, и головоломка стала завоевывать Будапешт.

Через несколько лет Тибор Лакзи, посредник одной из немецких фирм, приехав в город, заинтересовался оригинальной головоломкой, бывшей в то время очень популярной среди горожан. Поняв, что распространение удивительного изобретения по всему миру может принести огромные прибыли, он решился продвигать кубик-рубик. Для начинающих бизнесменов Лакзи и Рубика основной сложностью стал поиск инвесторов. Но благодаря экономическому образованию Тибора и его коммерческой жилке к проекту вскоре был привлечен владелец фирмы Seven Towns Ltd Том Кремер. Он взялся за масштабное производство и распространение, чем помог кубику стать популярным во всем мире.

С 1982 года во многих странах регулярно проходят соревнования, в которых главной задачей участников является скоростная сборка кубика Рубика. Для того чтобы решить головоломку как можно быстрее, недостаточно просто обладать хорошей ловкостью и сообразительностью. Человеку должна быть известна оптимальная схема сборки кубика Рубика, позволяющая затратить как можно меньше усилий. Минимальное число шагов, необходимых для того, чтобы решить поставленную задачу, и есть «Алгоритм Бога».

Многие ученые умы и простые любители пытались найти решение. Одно время считалось, что минимальное число шагов из любой позиции – 18, но позже эта теория была опровергнута. На поиски оптимальной последовательности было затрачено много лет, и только в 2010 году ученым удалось узнать, как собрать кубик-рубик за 20 ходов вне зависимости от того, в каком положении была головоломка до начала сборки. В настоящее время это абсолютный рекорд.

Кто быстрее – машина или человек?

На данный момент самым быстрым из людей является американский школьник Колин Бернс – ему удалось решить головоломку меньше чем за 5,5 секунды. А робот, собранный британскими инженерами из деталей конструктора Lego Mindstorm EV3, справился с этой задачей за 3,253 секунды. Преимущество механизма состоит не только в том, что работа всех его деталей более слаженная, чем действия человека. Ученые подарили ему целых 4 руки, которые позволяют выполнять все операции в 2 раза быстрее.

Как научиться собирать его

Существует не одна стандартная схема кубика Рубика, позволяющая в короткие сроки научиться решать эту оригинальную головоломку. Различные системы сборки позволяют по-разному подойти к вопросу. Какую из них выбрать, решать только вам. Конечно, вряд ли без компьютерных мощностей Google вы узнаете, как собрать кубик-рубик за 20 ходов, но находить простые решения в короткие сроки научитесь. Главное, чтобы вам хватило усидчивости. Никакая методика не поможет без проблем решать головоломку, если вы не готовы потратить свое драгоценное время на обучение.

Но и все свое время отдавать этой игрушке не стоит. Врачи отметили увеличение числа пациентов в психиатрических клиниках после появления кубика Рубика. А травматологи стали регулярно сталкиваться с симптомами, названными впоследствии «синдром Рубика». Проявляется он в виде острых болей в запястьях.

Схема сборки

Существует несколько схем, позволяющих новичкам довольно быстро научиться складывать кубик Рубика. К этой статье прилагается одна из них:

Для начала нужно собрать крест, концы которого имеют продолжение на соседних гранях. Универсальной методики нет – все приходит с практикой.
Далее нужно завершить всю сторону, на которой был собран крест, и собрать пояс из деталей вокруг нее. Важно проследить, чтобы каждый пояс был одноцветным.
Теперь нужно собрать второй пояс и переходить к противоположной стороне кубика.
Собираем на этой стороне крест так же, как в самом начале.
Завершаем всю сторону.
Теперь приводим в порядок углы кубика – делаем так, чтобы цвета на них соответствовали цветам сторон, к которым они повернуты.
Остается только правильно повернуть детали, имеющие всего по 2 стороны. Кубик собран.

Теперь и вы можете научиться решать одну из самых популярных головоломок в мире. В этом вам поможет универсальная схема кубика Рубика.

fb.ru

Как собрать кубик Рубика за 20 ходов?

geogen_mir (geogen_mir) wrote, 2016-01-19 20:56:00 geogen_mir geogen_mir 2016-01-19 20:56:00

Число всех возможных комбинаций всемирно известной головоломки (3x3x3) равно 43 252 003 274 489 856 000, однако существует секрет, позволяющий собрать её всего за 20 ходов. Долгое время над его раскрытием бились лучшие умы планеты, а тем временем кубик-рубик занял лидирующие позиции среди игрушек по общему количеству продаж: по всему миру было раскуплено порядка 350 000 000 кубиков Рубика - как оригинальных, так и различных аналогов, - и продолжают покупать! Если все эти кубики поставить в ряд, то они протянутся почти от полюса до полюса Земли…

История создания

Идея создания игрушки озарила венгерского изобретателя Эрнё Рубика в 1974 году. Он закончил строительно-архитектурный факультет Будапештского университета технологии и экономики, после чего лет пять занимался проектированием зданий. Затем он устроился преподавателем в Академию прикладного искусства. По собственному опыту Эрнё знал, что одна из самых сложных проблем в обучении – познание трехмерного пространства. И он загорелся идеей создать для ее решения учебное пособие.

Долгое время Рубик не мог понять, как подступиться к реализации этой идеи. Однажды он, сидя на берегу Дуная, меланхолично наблюдал, как волны перекатывают гальку, выстраивая из нее объёмные геометрические фигуры и обтачивая острые края камней. И… эврика! Вернувшись домой, Рубик начинает лихорадочно продумывать проект. Отбросив картон и древесину, он останавливает выбор на пластмассе. Чтобы элементы в виде маленьких кубиков могли вращаться по трём осям, изобретатель применил внутренний цилиндрический механизм. Перебрав множество вариантов, Рубик выбрал простую шестицветную гамму для внешнего оформления головоломки. Студенты пришли в восторг от кубика, и тут Эрнё понял, что, создавая учебное пособие, он явил на свет игрушку, которая может стать популярной во всем мире.

Завоевание планеты

Сначала производители игрушек к головоломке относились прохладно: дескать, изготовление не рентабельно, да и решить задачу может только человек с высоким интеллектом. Грандиозность идеи поняли только на небольшом предприятии «Политехник». Несмотря на то, что пришлось серьёзно вложиться в техническое перевооружение завода, спустя два года с конвейеров предприятия уже сошла первая партия. Вот так головоломка стала медленно, но верно набирать популярность – пока только на родине.

К счастью, в Будапешт приехал коммивояжер одной из немецких фирм, венгр по национальности, Тибор Лакзи. С удивлением понаблюдав, как столичные жители от мала до велика крутят в руках кубик, он зашёл в магазин и тоже купил себе разноцветную игрушку. Закончивший Венский университет, экономист по профессии, Тибор считал, что справится с задачей за считанные минуты... Пришел в себя он только под утро, с удивлением констатировав, что собрал только одну грань. И после этого твёрдо решил заняться продвижением кубика на международном рынке. Он привёз в Будапешт владельца фирмы «Seven Towns Ltd» Тома Кремера. Тот тоже был потрясен количеством разноцветных кубиков в руках горожан и взялся за масштабное производство игрушки. Так, в 1980 году кубик Рубика начал свое триумфальное шествие по планете. Подобного ажиотажа изготовители игрушки не ожидали - чуть ли не во всех странах мира появились поклонники этой игры.

Божественный алгоритм

В 1982 году в Будапеште состоялся первый чемпионат мира среди фанатов спидкубинга (англ. speedcubing) – скоростной сборки кубика-рубика. Тогда победителем стал вьетнамский школьник, собравший кубик за 23 секунды. На следующий год англичанин Пергл улучшил результат еще на пять секунд. Но абсолютный рекорд установил в 2007 году Шотаро Макисуми, решивший задачу всего за 15 секунд. Сегодня неофициальный рекорд спидкубинга составляет менее 5 секунд!

К сожалению, существует и негативная составляющая этого развлечения. С появлением головоломки сначала увеличилось количество пациентов психиатрических клиник, потом тревогу забили травматологи – обратившиеся к ним больные жаловались на боли в запястьях. В результате чего в медицине даже появился новый термин – «синдром Рубика». Ну и, конечно, разноцветная игрушка отбирает массу времени – на неё даже можно «подсесть», как на компьютерные игры… в результате у некоторых геймеров страдает личная и профессиональная жизнь.

История поиска «алгоритма Бога» для кубика Рубика началась в 1980 году - с тех пор математики, программисты и просто любители начали целенаправленно искать алгоритм, который бы позволил решать кубик Рубика за минимальное число ходов. В июле 2010 года программист из Пало-Альто Томас Рокики, учитель математики из Дармштадта Герберт Коцемба, математик из Кентского университета Морли Дэвидсон и инженер компании «Google Inc.» Джон Детридж доказали, что каждая конфигурация кубика Рубика может быть решена не более чем в 20 ходов (при этом любой поворот грани считается одним ходом). Объём вычислений составил около 35 лет процессорного времени, пожертвованного компанией «Google».

Как собрать кубик рубика?

1. На одной из кубических граней (обычно на верхней), необходимо собрать крест, состоящий из 5 фрагментов. Для построения креста выбирается любой цвет, один фрагмент которого расположен посередине грани, и затем вокруг него строится крест. Метод сборки креста отличается в каждом конкретном случае (общей методики нет). Для более быстрого сбора кубика необходимо сложить правильный крест, когда ветки креста имеют продолжение на следующих гранях, состоящее из двух одинаковых фрагментов кубика.

2-3. Второе и третье действие похожи, так как они нацелены на послойную сборку кубика. На втором действии необходимо собрать сторону, на которой уже есть крест, полностью, то есть вся сторона должна быть одного цвета. Причём нужно сделать так, чтобы фрагменты кубика по бокам образовывали пояс, расположенный около уже собранной грани. Третье действие - это продолжение второго, где нужно собрать второй пояс.

4-5. Четвёртое и пятое действие - это зеркальное отражение первого и второго действий. На четвёртом этапе необходимо собрать крест на стороне, противоположной той, на которой собирался крест на первом действии, а на пятом действии надо полностью собрать эту сторону.

6-7. На шестом действии нужно расположить в правильном порядке угловые части кубика, чтобы все три их стороны подходили по цвету к граням. Осталось только расположить боковые части кубика (у которых две грани) по местам, чтобы они соответствовали граням кубика – теперь головоломка полностью собрана!

ИСТОЧНИК - https://howitworks.iknowit.ru/paper1548.html

geogen-mir.livejournal.com

Скоростная сборка кубика Рубика 3х3

Фото 16. Схема сборки кубика Рубика. Ну вот собственно и всё, кубик Рубика собран! Сложно переоценить силу кубика Рубика. Причем сейчас компьютеры уже могут научить собирать Кубик человека с любым уровнем опыта.» Ну это вообще никак не соответствует этой вселенной. Но как научиться быстро собирать кубик Рубика самостоятельно? А на видео ниже можно посмотреть полное видео о ходе сборки кубика Рубика описанное в этой статье.

После изобретения Кубика Рубика пятнадцать лет ушло на поиск позиции, которая наверняка решается за 20 шагов. Через 15 лет после этого мы докажем, что 20 шагов достаточно для любой позиции. Мы знали в течении 15 лет, что есть позиции, которые требует 20 шагов, но мы доказали, что ни для одной позиции и не надо больше.

Всё-таки очарование кубика не в идеальной механике вращения, а в огромной сложности решения при элементарной формулировке задачи. Сейчас можно купить любые кубики от 3*3*3 до 7*7*7, и качество вращения будет достаточным, чтобы не отвлекаться на механику, а сосредоточиться на логике решения.

Но вообще рекомендуют в Китае заказывать, там сейчас правильные кубики делают. Центральные кубики подпружинены. 100%, жаль не помню за сколько там было шагов. с другом тогда ее выучили и выделывались в школе — собирая кубик за минуту с закрытыми глазами из любого положения. 15 лет, но ничего сложного в ней не было. просто последовательность какую линию и в какую сторону поворачивать и кубик собирался.

На каком-нибудь шаге кубик соберется. Короче, с закрытыми глазами не соберешь, на кубик надо смотреть. В статье же написано, что те алгоритмы, которые реально запомнить позволяют собрать кубик за 40 ходов. Лично мне 100++ паттернов и формул к ним запоминать сомнительное удовольствие.

В 1974 году Эрно Рубик преподавал венгерским студентам промышленный дизайн и архитектуру. В качестве первых испытателей головоломки выступали друзья Рубика и студенты Академии. В 1975 Рубик получил патент на своё изобретение.

Когда и как был изобретен кубик Рубика?

В то время было выпущено около 100 миллионов «легальных кубиков» и еще больше — подделок. Нынешний рекорд скоростной сборки кубика был установлен Мэтсом Волком, он собрал кубик за 5,55 секунды. Перед тем, как начать собирать кубик Рубика, рекомендуется разобрать его на детали и собрать заново, чтобы убедиться, что кубик сложен правильно.

Кубик Рубика может быть собран не более чем за 25 шагов

1. Сборка креста на одной из сторон.2. Этот метод был придуман в 1981 году в Чехии Джессикой Фридрих. Он относится к послойным методам, т.е. кубик собирается по слоям, как во многих методиках для начинающих. Время выполнения алгоритмов тут вычисляется, исходя из скорости 3 — 3,5 хода в секунду. Здесь мы разместим переведенную на русский язык статью, написанную самой Джессикой Фридрих об истории появления этой методики сборки, а также просто истории кубика Рубика.

Упрощенный метод скоростной сборки.

Владелец того кубика был 14-летним мальчиком, который мог решить тот кубик примерно за минуту. Потом, позже весной, наш местный глава клуба астрономии купил кубик во время своего путешествия в Венгрию. Он не мог решить его и не мог найти кого бы то ни было, кто мог вернуть головоломку в ее оригинальное состояние. Я отчаянно хотела купить свой собственный кубик, но все те, кому посчастливилось его заиметь, никогда не соглашались его мне продать.

В течение лета, я убедила родителей посетить венгрию, где купила еще 3 кубика. Было все еще трудно достать кубики, потому что свободно они не продавались. Я знаю, сейчас это звучит смешно, особенно для жителей западных стран, где было очень просто купить кубик. Но на самом деле так все и начиналось. Это были основные алгоритмы, которых я начала использовать, и я быстро сократила свое среднее время примерно до минуты. Мой последний год в высшей школе был странным и волнующим временем.

За какое время можно собрать «Кубик Рубика»?

С темы кубика было легко завязать разговор, хотя позже большинство стало считать, что он «убивает» разговор. У меня был один школьный приятель, который страдал от той же болезни — безоговорочной любви к кубику Рубика. Его имя было Людек Марек. Он использовал такую же систему, как и я, но по какой-то причине он собирал примерно на 20 секунд медленнее. Он однажды заметил, когда я решала кубик: «О, я люблю этот случай «Т», потому что, когда поворачиваешь боковушки, весь последний слой фактически поворачивается правильно».

Хорошие и оптимальные решения

Это был зародыш, который впоследствии вырос в современную систему. Время от времени я читала статью студента из Великобритании, который решал кубик за 28 секунд, потом статью человека из США, который решал за 24 секунды. В то время я готовилась к своему последнему экзамену в высшей школе. Я совмещала и подготовку к экзамену, и занятия с кубиком. Удивительно, что в течение лета и осени 1981 года, кубики стали появляться в магазинах Чехии. Официально началось всеобщее помешательство кубиком.

Нам разрешили пользоваться своими собственными кубиками. Мы все решали кубик одновременно. Даже не моргнув, ничего не говоря, он просто молча протянул мне кубик. Я решила его примерно за 20 секунд в доказательство своих слов, и мы оба рассмеялись над совпадением.

Самое актуальное и интересное на ваш e-mail. Подпишитесь на «Газету.Ru»

Когда ажиотаж к кубикам стал спадать, я прекратила работать над своей системой. Грош цена тому, что ты можешь дома в спокойной обстановке решить кубик за 16 секунд, если ты нервничаешь на соревнованиях, то твое время может снижаться до 20 секунд.

Осмелюсь сказать, что в следующее десятилетие ничего важного в спидкубинге и просто в сфере кубика не произошло. Потом, в 1992 году Герберт Косиемба разработал компьютерный алгоритм с решениями, близкими к «алгоритму Бога» (наикратчайшее решение, которое математически может быть из любой позиции).

Кстати, если у вас есть новый или собранный кубик Рубика, то вы можете разобрать его до состояния с которого он собирался в этой статье и в видео примерах. Люди, увлекающиеся скоростной сборкой кубика Рубика, называются спидкуберами (от английского «speed» — скорость). Достаточно освоить несложную схему сборки кубика Рубика, и собрать его из любой позиции можно будет так же просто и быстро как и разбирать.

zvidalumkaser.ru

Кубик Рубика можно собрать за 20 ходов

Собрать кубик Рубика из любого исходного положения можно всего за 20 ходов. К этому выводу пришли ученые под руководством профессора Морли Дэвидсона из университета Кента в штате Огайо.

При помощи компьютера корпорации Google исследователям получилось просмотреть все возможные комбинации головоломки, которую изобрёл венгерский архитектор Эрне Рубик в 1974 году. В итоге выяснили, что так называемое число Бога — минимально требуемое количество ходов, чтоб собрать кубик Рубика из любой первичной комбинации — равняется 20.

Как говорит Дэвидсон, предположение, что «число Бога» равняется именно 20, основывается только на вере ученых: никому раньше не удавалось продумать все конфигурации головоломки. «Мы очень надеялись, что в ходе тестов будет комбинация, для которой необходим 21 ход», — сообщил Дэвидсон.

Чтоб решить эту задачу, эксперты разделили все вероятные исходные состояния приблизительно на 2,2 миллиарда групп по 20 миллиардов вариантов в каждой — именно столько состояний у классического кубика Рубика.

econet.ru