مكعب روبيك: مخطط تجميع للمبتدئين ، تعليمات خطوة بخطوة

قرر إرني روبيك ، وهو نحات ومهندس من المجر ، ابتكار وسيلة مساعدة بصرية من شأنها أن تساعد طلابه على فهم النظرية الرياضية للمجموعات بشكل أفضل ، ولكن المكعب السحري كان محبوبًا للغاية من قِبل علماء من مختلف الأعمار ، حتى أن اللغز انتشر بسرعة في جميع أنحاء العالم ، مما جعل مخترعه مليونيرًا. يبدو الرسم التخطيطي التجميعي لـ Rubik's Cube للوهلة الأولى معقدًا بشكل لا يصدق ، لكن إذا درست بعناية الخوارزميات المتقدمة ودخلت في مبدأ التجميع ، فإن حل اللغز سيصبح منافسة للسرعة.

هيكل مكعب روبيك وأسماء التناوب

بدون المعرفة الأساسية حول بنية مكعب روبيك ، سيكون من الصعب للغاية استعادة الشكل الأصلي لهذا اللغز ، حتى دون التعثر بالمنافسة في سرعة تجميعه.

يتكون المكعب 3x3 الأكثر شيوعًا من 26 عنصرًا ، والتي تنقسم بدورها إلى:

• عناصر مركزية غير منقولة لها لون واحد فقط ولا تغير موقفها بالنسبة لبعضها البعض ، هناك 6 منها فقط ؛
• ساحلي (هناك 12 منهم). وهما بلونان ويبقيان دائمًا على الجدران الجانبية ، بغض النظر عن الدوران الذي تم القيام به ؛
• الزاوي (8 عناصر) ، والتي تبقى دائمًا في زوايا المكعب ويتم رسمها بثلاثة ألوان مختلفة.

هناك عنصر آخر في هيكل مكعب روبيك ، مخفي عن أعيننا - إنه صليب ترتبط به العناصر المركزية.

اعتمادًا على قدرة المكعب لعناصر معينة ، قد يكون هناك كمية مختلفة ، أو ستكون غائبة تمامًا.على سبيل المثال ، في لغز 2x2 ، هناك فقط مكعبات زاوية وهناك ثمانية منهم فقط.

تم رسم ستة وجوه للمكعب بألوان مختلفة. من الجدير بالذكر أنه يتم استخدام ألوان معينة فقط وعلى تقاطع مكعب روبيك العادي يتم ترتيبها في أزواج مقابل بعضها البعض: أبيض - أصفر ، أحمر - برتقالي ، أخضر - أزرق.

من أجل أن تصبح الخوارزميات لحل المشكلة المكانية المكتوبة بواسطة الصيغ واضحة ، تحتاج إلى معرفة التسمية الدولية المقبولة عمومًا للوجوه وتناوبها.

إذا أخذت المكعب في يديك ، فسيتم تسمية الوجه الذي سيواجه erudite بالأمام وترمز إليه بالحرف اللاتيني F ، والجانب الآخر هو الخلف (B) ، ويتم تمييز الجانب الأيسر (L) ، واليمين (R) ، والجزء العلوي (U) ، والسفلية السفلية أيضًا (د) الجوانب.

للإشارة إلى دوران وجه معين بمقدار 90 درجة في الصيغ لتجميع مكعب روبيك ، يرجى الإشارة إلى الحرف اللاتيني. عند الدوران المزدوج ، يقف الرقم 2. بجانبه.إذا كانت التدوير عكس اتجاه عقارب الساعة ، تتم إضافة علامة اقتباس أحادية إلى الحرف. يعني R that أنه يجب تدوير الجانب الأيمن مرة واحدة بمقدار 90 درجة في الاتجاه المعاكس لحركة عقارب الساعة.

أسرار بناء مكعب روبيك: العناصر ، الأجزاء ، المفاهيم الأساسية

إرن روبيك على تجميع اللغز الذي ابتكره يتراكم منذ شهر. الآن ، لأولئك الذين يقررون التغلب على المكعب السحري ، تم تطوير العديد من الطرق.

الأكثر شعبية منهم:

• للمبتدئين - دليل مفصل ينهار الخوارزمية لحل المشكلة إلى سبع مراحل.
• تعد طريقة Jessica Friedrich هي الطريقة الأكثر شيوعًا بين عشاق التجميع عالي السرعة ، على الرغم من أنها من عدة نواح تكرر الخوارزمية للمبتدئين.
• طريقة بديهية من فاليري موروزوف. إنها تفتقر تمامًا إلى أي صيغ ؛ جوهرها ليس تقديم حل جاهز ، ولكن للمساعدة في فهم بنية المكعب من أجل الوصول بشكل مستقل إلى حل للغز.

لمعرفة كيفية تجميع مكعب روبيك ، يُنصح غالبًا بتفكيك اللغز أولاً إلى عناصر منفصلة ، ثم إعادة التجميع. هذا سوف يساعد على فهم هيكلها بشكل أفضل واعتماد خوارزميات القرار بسرعة.

قبل الشروع في تطوير تقنية تجميع مكعب معينة ، يجب أن تتعرف على بعض المفاهيم التي غالبًا ما توجد في الخوارزميات.

التقاطع المنتظم هو تقاطع تتزامن فيه الحافة مع ألوان العناصر المركزية على الجانبين ، بينما تتشكل على الوجه العلوي للون المقابل للعنصر المركزي.

يختلف التقاطع غير المنتظم عن التقاطع الصحيح في أن المكعبات التي تشكل تقاطعًا على الوجه العلوي لا تتزامن مع الحواف الحافة للعناصر مع لون الجوانب.

الأزواج الصحيحة هي أزواج من عناصر الحافة مع مطابقة الألوان على الوجوه المقابلة التي يمكن ضبطها في نفس الوقت في الطبقة الأولى والثانية من اللغز.

مخططات ومراحل تجميع مكعب روبيك للمبتدئين

في هذا الوقت ، هناك العديد من الخيارات للغز الميكانيكية التي ظهرت في عام 1974. هذه مكعبات تحتوي على عدد مختلف من العناصر التي تشكل الوجه ، بالإضافة إلى الألغاز المماثلة: هرم Meffert والثعبان ، ويتألفان من شرائح - مثلثات منتظمة. النظر في تسلسل وتجميع الخطوات من مختلف الاختلافات مكعب.

كيفية جمع مكعب روبيك 2x2

يُطلق على لغز روبيك بسعة 2 × 2 أيضًا اسم Mini-cube. على الرغم من أن هذا اللغز ظهر بعد ذلك بقليل ، إلا أنه لم يكن معقدًا ، ولكنه نسخة خفيفة الوزن من المكعب الكلاسيكي. سيتمكن الباحث المبتدئ من إتقان تجميعه خلال 20-30 دقيقة فقط.

يتضمن حل اللغز ثلاث مراحل فقط:

1. تجميع الطبقة الأولى - تحتاج إلى الجمع بين عناصر المكعب بحيث تكون متساوية في الطبقة السفلية جميعها ، وتتطابق الوجوه الجانبية مع الألوان في أزواج.
2. ترتيب عناصر الطبقة العليا. في هذه المرحلة ، تحتاج إلى تحديد لون الطبقة السفلية. ليس هو الحاضر الوحيد في الطبقة السفلى. ثم ضع مكعبات الصف العلوي في تلك الزوايا التي تتوافق مع الألوان على حواف العنصر ، ولكن ليس من الضروري أن يكون اللون في مكانه.
3. تدوير عناصر الطبقة العليا - من الضروري تدوير مكعبات الزاوية في اتجاه عقارب الساعة أو عكس اتجاه عقارب الساعة حتى تصبح في المواضع الصحيحة ، وسيتم تجميع مكعب روبيك.

لترتيب مكعبات الطبقات السفلية والعلوية بشكل صحيح ، يتم استخدام الصيغ التالية:

• عناصر قطرية متبادلة - WWFWP’V’F '؛
• إعادة ترتيب العناصر المجاورة - FVF’V’L’V’L.

لتحريك وجوه عنصر:

• في اتجاه عقارب الساعة - FN²F’P’N²P ؛
• عكس عقارب الساعة - P’N²PFN²F '.

لغز 3X3

لجمع مكعب روبيك 3 × 3 ، تحتاج إلى المرور عبر سبع مراحل:

1. جمع الصليب الصحيح في الطبقة الأولى. لا يُحدث اختلاف العناصر ، أي اللون الذي يجب تجميعه ، أي فرق ، لكن الكثيرين يفضلون البدء باللون الأبيض.
2. رتب زوايا الطبقة الأولى ، ويتم تجميع الصف الأول من المكعبات.
3. ضع ضلوع الصف الأوسط في أماكنهم ، بعد هذه المرحلة سيتم جمع طبقتين.
4. تجميع الصليب الصحيح على الطبقة السفلية.
5. وضع عناصر الزاوية في أماكنهم ، بينما يجب أن تتوافق ألوان وجوههم مع الزاوية المشغولة ، ولكن ليس بالضرورة أن تكون في مكانها.
6. تتمثل المرحلة الأخيرة في تحويل عناصر الزاوية إلى المواضع الصحيحة.

عند البدء في تجميع اللغز ، من المهم عدم تدوير المكعب في يديك ، حتى لا تضيع في ترتيب الوجوه ، التي تكون أعلى أو يمين أو خلفية أو يسارية أو أمامية.

مكعب روبيك 4X4

يمكن تنفيذ حل هذا اللغز ، على الرغم من قدرته الكبيرة ، في خطوات أقل:

1. تجميع المراكز - تحتاج إلى وضع أربعة عناصر من نفس اللون في وسط كل وجه. تجدر الإشارة هنا إلى أن مراكز هذا المكعب ليست ثابتة ، أي أنه يمكنك اختيار اللون الذي سيكون معاكسًا بشكل مستقل.
2. جمعية الأضلاع. في هذه المرحلة ، تحتاج إلى إقران الحواف في أماكنها. إذا تم تنفيذ كل شيء بشكل صحيح ، فحينئذٍ نحصل على مكعب بحيث تكون عناصر الزاوية فقط غير صالحة.
3. محاذاة الزاوية والتكافؤ. باستخدام الصيغ لـ Rubik's Cube 3x3 وتدوير الحواف الخارجية فقط ، يمكنك تجميع اللغز تمامًا. صحيح ، في هذه المرحلة ، لا يمكن أن يكون كل شيء سلسًا ، فقد تظهر التكافؤ - مواقف مستحيلة في مكعب 3 × 3. قد يحدث أنه بعد حلهم يتم تدمير تناغم الطبقة العليا قليلاً ، فلا يوجد ما يدعو للقلق ، فإن خوارزميات الإصدار الكلاسيكي من اللغز ستساعد في ترتيبها بالترتيب اللازم.

لغز تجميع سريع 5x5

لا تؤثر السعة الكبيرة للغز بشكل كبير على الخوارزمية لحلها ، ستكون الخطوات هي نفسها:

1. أولاً ، نجمع مراكز تسع مكعبات مركزية من نفس اللون على كل وجه. لتنفيذ هذه المرحلة ، ليس من الضروري على الإطلاق حفظ الصيغ ؛ فهم العملية سوف يبسط المهمة إلى حد كبير ، ويحولها إلى مناطق عادية.
2. نحن نجمع ونرتب في أماكنهم ثلاثة أضعاف وجوه الأضلاع. لحل هذه المشكلة ، ليس من الضروري تدوير الطبقات المركزية ، كل التلاعب يجب أن يحدث فقط مع الطبقات الخارجية.
3. إذا اتضح أن جميع الحواف تم جمعها ، باستثناء اثنين ، والتي لا يمكن استبدالها ، فإن هذا الموقف يسمى التماثل. فقط بعد حلها يمكننا أن ننتقل إلى المرحلة النهائية للتجمع.

أسرع طريقة. طريقة جيسيكا فريدريش

غالبًا ما يتم استخدام طريقة التجميع عالية السرعة هذه بواسطة أدوات تشفير السرعة ، لكن لا ينصح للمبتدئين الذين هم أفضل حالًا بتعلم خوارزمية خطوة بخطوة أولاً لفهم مبدأ اللغز.

لإتقان طريقة Jessica Friedrich ، يجب أن تتذكر ما يصل إلى 119 (!) خوارزمية سيتم استخدامها في الخطوات التالية:

1. ترتيب العناصر في التقاطع الصحيح على الجانب الأولي ، في المتوسط ​​، يمكن حل هذه المشكلة في سبع خطوات.
2. استعادة موقع عناصر الطبقة الأولى والثانية عن طريق ترتيب أربعة أزواج من الزاوية الجانبية. لوضع كل زوج على الجانب المقابل ، تحتاج أيضًا إلى إجراء سبع حركات في المتوسط.
3. اتجاه الطبقة غير المفككة المتبقية عند تشغيل كل من الحواف والزوايا بحيث يبحثان عن لون آخر وجه. لحل هذه المشكلة ، تحتاج إلى إتقان سبعة وخمسين التباديل.
4. نقل العناصر في الطبقة الأخيرة ، والتي يجب عليك إتقان 21 خوارزمية أخرى. وفقًا لمتوسط ​​التقديرات ، تتيح طريقة Jessica Friedrich حل اللغز 3x3 في 56 حركة.

كيفية جمع مكعب روبيك بعيون مغلقة

إذا كانت مهاراتك كافية لتحقيق نتائج مستقرة من خلال حل مكعب روبيك بعيون مفتوحة في دقيقة واحدة ، يمكنك إتقان مجموعة جديدة أعمى. هنا ، ليس حل اللغز على هذا النحو هو الذي يبرز في المقدمة ، ولكن ذكرى ترتيب العناصر المعاد ترتيبها على الوجوه.

لذلك ، في مسابقات السرعة القصوى ، لا يشمل وقت التجميع الأعمى فقط وقت التلاعب المباشر بالمكعب ، ولكن أيضًا وقت فحصه.

غالبًا ما يستخدم Speedcubers طريقة رومان روم ، والتي تسمى أيضًا قصر أو طريق شيشرون ، لتذكرها. يتمثل جوهر الأسلوب في إعادة إنشاء غرفة أو مسار معروف في الخيال ، وترتبط المفاهيم (في حالتنا ، موقع عناصر اللغز) بكائنات في الغرفة أو على طول الطريق. ثم ، أثناء حل اللغز ، يبقى فقط السير على طول الطريق (أو الغرفة) المألوفة ووضع العناصر في أماكنها.

يجب ألا تشعر بالانزعاج إذا فشلت في جمع مكعب روبيك معصوب العينين لأول مرة ، لأنه حتى مع استخدام حاسة اللمس ، لن ينجح أحد من الناحية العملية في حل هذه المشكلة دون تدريب في المرة الأولى.

الذي يملك أسرع سجل البناء

لتجميع مكعب روبيك بسرعة ، لا تحتاج فقط إلى إتقان الخوارزميات ببراعة لنقل قطع الألغاز إلى المواقع المطلوبة. وهذا يتطلب أيضا مهارة براعة وسرعة الأيدي.

بالنسبة لأولئك الذين انطلقوا لتجميع هذا اللغز لأول مرة ، فقد يستغرق الأمر عدة ساعات إلى يومين لحلها ، لكن الأسترالي فيليكس زيميدجز في عام 2016 حل هذه المشكلة المكانية في 4.73 ثانية فقط. تبدو هذه النتيجة مثيرة للإعجاب ، فهي ليست فقط الحد الأقصى لسرعة الدماغ البشري واليدين ، حيث تم بالفعل تسجيل إنجاز جديد للمراهق الأمريكي البالغ من العمر خمسة عشر عامًا باتريك بونس. فقط 4.69 ثانية كانت كافية له.

لقد حان الوقت الآن لالتقاط الأنفاس ومعرفة من يملك سجل التجميع عالي السرعة لمكعب روبيك. نفس Felix Zemdegs في عام 2018 لم يحطم فقط سجله ، ولكن أيضًا العالم الشاب الأمريكي ، الذي أكمل اللغز في 4.22 ثانية.