Кубът на Рубик: схема за сглобяване за начинаещи, стъпка по стъпка инструкции

Ерне Рубик, скулптор и архитект от Унгария, реши да измисли визуално помагало, което ще помогне на учениците му да разберат по-добре математическата теория на групите, но магическият куб беше толкова харесван от учени от различни епохи, че пъзелът бързо се разпространи по света, превръщайки своя изобретател в милионер. Схемата за сглобяване на кубката на Рубик на пръв поглед изглежда невероятно сложна, но ако внимателно изучите разработените алгоритми и се задълбочите в принципа на сглобяване, тогава решаването на пъзела ще се превърне в конкуренция за скорост.

Структурата на кубката на Рубик и имената на ротациите

Без основни познания за структурата на кубката на Рубик, ще бъде много трудно да възстановите първоначалния вид на този пъзел, без дори да заеквате, за да се състезавате в скоростта на сглобяването му.

По-често срещаният 3x3 куб се състои от 26 елемента, които от своя страна са разделени на:

• централни, неподвижни елементи, които имат само един цвят и не променят позицията си един спрямо друг, има само 6 от тях;
• костал (има 12 от тях). Те са двуцветни и винаги остават на страничните стени, без значение какви въртели са извършени;
• ъглови (8 елемента), които винаги остават в ъглите на куба и са боядисани в 3 различни цвята.

Има още един елемент в структурата на Кубът на Рубик, скрит от очите ни - това е кръст, към който са прикрепени централните елементи.

В зависимост от капацитета на куба на определени елементи може да има различно количество или те ще отсъстват напълно.Например в пъзел 2x2 има само ъглови кубчета и има само осем от тях.

Шест лица на куба са боядисани в различни цветове. Прави впечатление, че се използват само определени цветове и на кръста на обикновен куб на Рубик те са подредени по двойки един срещу друг: бяло - жълто, червено - оранжево, зелено - синьо.

За да станат ясни алгоритмите за решаване на пространствения проблем, записани чрез формули, трябва да научите общоприетото международно обозначение на лица и техните ротации.

Ако вземете кубчето в ръцете си, тогава лицето, което ще се изправи срещу ерудита, се нарича предната част и се обозначава с латинската буква F, обратната страна е гърба (B), а лявата (L), дясната (R), горната (U) и долната страна също са подчертани (D) фасети

За да посочите въртенето на определено лице с 90 ° във формулите за сглобяване на куба на Рубик, посочете латинската буква, обозначаваща. При двойно завъртане до него стои числото 2. Ако въртенето е обратно на часовниковата стрелка, към буквата се добавя апостроф. Така R ¢ означава, че дясната страна трябва да се завърти веднъж на 90 ° в посока, обратна на движението на часовниковата стрелка.

Тайните на изграждането на кубката на Рубик: елементи, части, ключови понятия

Ерне Рубик над съставянето на пъзела, който той измисли, се трупа от месец. Сега, за тези, които решат да завладеят вълшебното кубче, са разработени много методи.

Най-популярните от тях:

• За начинаещи - подробно ръководство, което разгражда алгоритъма за решаване на проблема на седем етапа.
• Методът на Джесика Фридрих е най-популярният метод сред феновете на високоскоростното сглобяване, въпреки че в много отношения той отговаря на алгоритъма за начинаещи.
• Интуитивният метод на Валери Морозов. На него напълно липсват никакви формули; същността му не е да се даде готово решение, а да се помогне да се разбере структурата на куба, за да се стигне до самостоятелно решение на пъзела.

За да научите как да сглобите кубката на Рубик, често се препоръчва първо да разглобите пъзела на отделни елементи и след това да сглобите отново. Това ще помогне за по-доброто разбиране на структурата му и бързо приемане на алгоритми за вземане на решения.

Преди да започнете разработването на конкретна техника за сглобяване на куб, трябва да се запознаете с някои понятия, които често се срещат в алгоритмите.

Редовният кръст е кръст, при който ръбовете на ръба съвпадат с цветовете на централните елементи отстрани, като същевременно се оформя на горната страна на цвета, съответстващ на централния елемент.

Неправилният кръст се различава от правилния по това, че кубовете, които образуват кръст на горната страна, не съвпадат с ръбовете на ръбовете на елементите с цвета на страните.

Правилните двойки са двойки ръбови елементи с съвпадащи цветове на съответните лица, които могат да бъдат зададени едновременно в първия и втория слой на пъзела.

Схеми и етапи на сглобяване на кубката на Рубик за начинаещи

По това време има няколко варианта за механичен пъзел, който се появи през 1974 г. Това са кубчета с различен брой елементи, съставляващи лицето, както и подобни пъзели: Мефертова пирамида и змия, състояща се от сегменти - редовни триъгълници. Помислете за последователността и стъпките на сглобяване на различни кубични вариации.

Как да съберем кубик на Рубик 2x2

Пъзелът Rubik с капацитет 2x2 се нарича още Mini-cube. Въпреки че този пъзел се появи малко по-късно, той не стана сложна, а олекотена версия на класическия куб. Учен начинаещ ще може да овладее монтажа си само за 20-30 минути.

Решението на пъзела включва само три етапа:

1. Сглобяване на първия слой - трябва да комбинирате елементите на куба, така че на долния слой всички те да са еднакъв цвят, а страничните им лица да съвпадат с цветовете по двойки.
2. Подреждането на елементите на горния слой. На този етап трябва да определите цвета на долния слой. Той не е единственият присъстващ в долния слой. След това поставете кубчетата от горния ред в онези ъгли, които ще отговарят на цветовете по краищата на елемента, но не е необходимо цветът да е на мястото си.
3. Въртене на елементите на горния слой - необходимо е да завъртите ъгловите кубчета по посока на часовниковата стрелка или обратно на часовниковата стрелка, така че те да станат в правилните позиции, а кубът на Рубик да бъде сглобен.

За правилното подреждане на кубчетата на долния и горния слой се използват следните формули:

• взаимозаменяеми диагонални елементи - WWFWP’V’F´;
• пренареждане на съседните елементи - FVF’V’L’V’L’L.

За да преместите лицата на елемент:

• по посока на часовниковата стрелка - FN²F’P´N²P;
• обратно на часовниковата стрелка - P'N²PFN²F '.

3x3 пъзел

За да съберете кубката на Рубик 3x3, трябва да преминете през седем етапа:

1. Съберете правилния кръст в първия слой. Кръстът на елементите, какъв цвят да се събира, няма никаква разлика, но мнозина предпочитат да започнат с бял цвят.
2. Подредете ъглите на първия слой и първият ред кубчета е сглобен.
3. Поставете ребрата от средния ред на техните места, след този етап ще се събират два слоя.
4. Сглобяване на правилния кръст на долния слой.
5. Поставяне на ъглови елементи на техните места, докато цветовете на техните лица трябва да съответстват на заетия ъгъл, но не е задължително да са на мястото си.
6. Последният етап се състои в превръщането на ъгловите елементи в правилните позиции.

Когато започвате да сглобявате пъзела, важно е да не завъртите куба в ръцете си, за да не се загубите в подредбата на лицата, коя от тях е отгоре, отдясно, отзад, отляво или отпред.

Кубът на Рубик 4х4

Решението на този вариант на пъзела, въпреки големия му капацитет, може да се извърши на по-малко стъпки:

1. Сглобяване на центрове - трябва да поставите четири елемента от един и същи цвят в центъра на всяко лице. Тук си струва да обърнете внимание, че центровете на това кубче не са фиксирани, тоест можете самостоятелно да изберете кой цвят ще бъде противоположен на кой.
2. Сглобяване на ребрата. На този етап трябва да сдвоите краищата на техните места. Ако всичко е направено правилно, тогава след това получаваме куб, в който само ъглови елементи ще бъдат на мястото си.
3. Изравняване на ъглите и паритет. Използвайки формули за кубчето на Рубик 3x3 и завъртайки само външните ръбове, можете напълно да сглобите пъзела. Вярно е, че на този етап не всичко може да бъде толкова гладко, могат да се появят паритети - ситуации, които са невъзможни в 3x3 куб. Може да се случи, че след тяхното решение хармонията на горния слой е малко разрушена, няма от какво да се притеснявате, алгоритмите за класическата версия на пъзела ще помогнат да ги подредите в необходимия ред.

5x5 бързо сглобяване на пъзела

Големият капацитет на пъзела не влияе значително на алгоритъма за решаването му, стъпките ще бъдат същите:

1. Първо събираме центровете от девет централни кубчета от един и същи цвят на всяко лице. За да се извърши този етап, изобщо не е необходимо да се запомнят формули; разбирането на процеса значително ще опрости задачата, превръщайки я в обикновени петна.
2. Ние събираме и подреждаме на техните места тройките на ребрата. Решавайки този проблем, не е необходимо да завъртате централните слоеве, всички манипулации трябва да се извършват само с външните.
3. Ако се окаже, че всички краища са събрани, с изключение на два, които не могат да бъдат заменени, тогава тази ситуация се нарича четност. Едва след нейното разрешаване можем да преминем към последния етап на монтажа.

Най-бързият начин. Метод на Джесика Фридрих

Този метод на високоскоростно сглобяване се използва най-често от speedcubers, но не се препоръчва за начинаещи, които са по-добре да научат първо алгоритъма стъпка по стъпка, за да разберат принципа на пъзела.

За да овладеете метода на Джесика Фридрих, ще трябва да запомните до 119 (!) Алгоритми, които ще бъдат използвани в следните стъпки:

1. Подреждането на елементи в правилния кръст от началната страна, средно този проблем може да бъде решен в седем хода.
2. Възстановяване на местоположението на елементите на първия и втория слой чрез подреждане на четири двойки страничен ъгъл. За да поставите всяка двойка на съответната страна, също трябва да направите средно седем хода.
3. Ориентиране на останалия неразглобен слой, когато и ръбовете, и ъглите са обърнати така, че да изглеждат нагоре с цвета на последното лице. За да разрешите този проблем, трябва да овладеете петдесет и седем пермутации.
4. Преместване на елементи в последния слой, за който трябва да овладеете още 21 алгоритма. Според средните оценки методът на Джесика Фридрих дава възможност за решаване на пъзела 3x3 в 56 хода.

Как да съберем кубчето на Рубик със затворени очи

Ако вашите умения са достатъчни за стабилни резултати, като решите кубчето на Рубик с отворени очи за една минута, можете да овладеете нова стъпка - сглобяване на сляпо. Тук на преден план излиза не решението на пъзела като такъв, а запомнянето на подреждането на пренаредени елементи по лицата.

Така че, в състезанията по скоростно кубиране, времето за сглобяване на сляпо включва не само времето за директна манипулация на куба, но и времето за изследването му.

Speedcubers често използват метода на римската стая, който също се нарича Двореца или пътя на Цицерон, за да си спомним. Същността на метода е, че една стая или добре известен маршрут е пресъздаден във въображението, а понятията (в нашия случай разположението на елементите на пъзела) са вързани за предмети в стаята или по протежение на пътя. След това, докато решавате пъзела, остава само да вървите по познатия път (или стая) и да поставите елементите на местата им.

Не бива да се разстройвате, ако за първи път не успеете да съберете кубчето на Рубик със завързани очи, защото дори и с използването на усещането за допир, практически никой не успява да реши този проблем, без да тренира за първи път.

Кой е собственик на най-бързия рекорд за изграждане

За бързо сглобяване на куб на Рубик, трябва не само да овладеете умело алгоритмите за преместване на парчета пъзел до желаните позиции. Това също изисква майсторски сръчност и бързина на ръцете.

За тези, които се заемат да съставят този пъзел за първи път, може да отнеме няколко часа до няколко дни, за да го разрешат, но австралийският Феликс Земдегс през 2016 г. реши този пространствен проблем само за 4,73 секунди. Този резултат изглежда впечатляващ, само че това не е ограничението на скоростта на човешкия мозък и ръце, тъй като вече през 2017 г. беше записано ново постижение на американския петнадесетгодишен тийнейджър Патрик Понс. Само 4,69 секунди му бяха достатъчни.

Сега дойде време да си поемете дъх и да разберете какво и кой притежава рекорда за високоскоростно сглобяване на кубката на Рубик. Същият Феликс Земдегс през 2018 г. счупи не само рекорда си, но и американския млад учен, като завърши пъзела за 4,22 секунди.