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 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

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 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.

Как пришла всемирная популярность

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.

«Алгоритм Бога»

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 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

Схема сборки

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

1. Для начала нужно собрать крест, концы которого имеют продолжение на соседних гранях. Универсальной методики нет - все приходит с практикой.
2. Далее нужно завершить всю сторону, на которой был собран крест, и собрать пояс из деталей вокруг нее. Важно проследить, чтобы каждый пояс был одноцветным.
3. Теперь нужно собрать второй пояс и переходить к противоположной стороне кубика.
4. Собираем на этой стороне крест так же, как в самом начале.
5. Завершаем всю сторону.
6. Теперь приводим в порядок углы кубика - делаем так, чтобы цвета на них соответствовали цветам сторон, к которым они повернуты.
7. 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.

Любая позиция Кубика Рубика может быть решена не более, чем за 20 шагов.

Несколько лет назад было доказано, что для Кубика Рубика есть решение за 23 хода. Теперь это число сократилось до 20. Чтобы это сделать, потребовалось 35 (тридцать пять) лет компьютерного времени, пожертвованного Гуглом.

Каждый блок решения использовал свой алгоритм - последовательность шагов для достижения нужной конфигурации. Например, один алгоритм предназначался для решения верхней грани, а другой - для позиционирования средних краев. Есть множество различных алгоритмов, различающихся по степени сложности и количеству требуемых шагов, но те, которые может запомнить человек, обычно требуют больше 40 шагов.

Разумно полагать, что Бог может использовать более эффективный алгоритм, который решает задачу за наикратчайшее число шагов. Этот алгоритм известен как “алгоритм Бога”. Число шагов в худшем случае называется числом Бога. В конце концов, было показано, что это число - 20.

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.

История числа Бога

К 1980 году было установлено, нижняя граница - 18, а верхняя - вероятно, около 80. В таблице ниже собраны все результаты:

Как мы это сделали

Как мы справились с 43 252 003 274 489 856 000 позициями Кубика Рубика?

• Мы разделили все позиции на 2 217 093 120 множеств - по 19 508 428 800 позиций в каждом.
• Мы уменьшили число множеств для решения до 55 888 296 на основе симметрии и покрытии множества.
• Мы не искали оптимальное решение, а только решения с длиной 20 или менее шагов.
• Мы написали программу, находящее решение для одного множества за 20 секунд.
• Потребовалось 35 лет компьютерного времени для поиска решений всех конфигураций в каждом из 55 888 296 множеств.

Деление пространства позиций

Мы разбили большую задачу на 2 217 093 120 меньших подзадач: в каждую входило по 19,508,428,800 различных позиций. Одна такая подзадача легко помещается в память современного компьютера, и этот метод позволил достаточно быстро получить решение.

Симметрия

Если повертеть Кубик Рубика влево-вправо или вверх-вниз, то, по сути, ничего не изменится: число шагов в решении останется тем же самым. Вместо того, чтобы решать все эти позиции, можно получить решение для одной и распространить его на повернутые позиции. Есть 24 различных ориентации в пространстве и 2 зеркальных положения Кубика для каждой позиции, что позволяет уменьшить число решаемых позиций в 48 раз. Если использовать аналогичные рассуждения и воспользоваться поиском задачи “покрытия множества”, то число подзадач уменьшается от 2 217 093 120 до 55 882 296.

Хорошие и оптимальные решения

Оптимальное решение содержит достаточное количество шагов, но не больше, чем надо. Так как уже известна одна позиция, для которой требуется 20 шагов, то мы можем не искать оптимальное решение для каждой позиции, а только решения в 20 или менее шагов. Это многократно убыстряет задачу.

Оборудование

У нас была возможность решить 55 882 296 подзадач на мощностях Гугла и выполнить все вычисления за несколько недель. Гугл не раскрывает характеристики компьютеров, но было затрачено 1.1 миллиард секунд компьютерного времени (Intel Nehalem, four-core, 2.8GHz) на выполнение расчетов.

Самая трудная позииция

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.

Позиции с решениями в 20 шагов редки, но их вполне возможно встретить в реальности. Вероятность встретить такую позицию варьируется от 10^(-9) до 10^(-8). Мы точно не знаем точное количество таких позиций. Таблица дает оценку числа позиций для каждой длины решения.

Для длин от 16 и больше, числа являются примерными. Наши исследования подтвердили все первоначальные данные до 14 строки включительно, а 15 строка - новый результат. На 11 августа мы обнаружили 12 миллионов позиций с длиной решения 20. Эта позиция была самой сложной для наших программ:

Любая позиция Кубика Рубика может быть решена не более, чем за 20 шагов.

Несколько лет назад было доказано, что для Кубика Рубика есть решение за 23 хода. Теперь это число сократилось до 20. Чтобы это сделать, потребовалось 35 (тридцать пять) лет компьютерного времени, пожертвованного Гуглом.

Каждый блок решения использовал свой алгоритм - последовательность шагов для достижения нужной конфигурации. Например, один алгоритм предназначался для решения верхней грани, а другой - для позиционирования средних краев. Есть множество различных алгоритмов, различающихся по степени сложности и количеству требуемых шагов, но те, которые может запомнить человек, обычно требуют больше 40 шагов.

Разумно полагать, что Бог может использовать более эффективный алгоритм, который решает задачу за наикратчайшее число шагов. Этот алгоритм известен как “алгоритм Бога”. Число шагов в худшем случае называется числом Бога. В конце концов, было показано, что это число - 20.

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.

История числа Бога

К 1980 году было установлено, нижняя граница - 18, а верхняя - вероятно, около 80. В таблице ниже собраны все результаты:

Как мы это сделали

Как мы справились с 43 252 003 274 489 856 000 позициями Кубика Рубика?

• Мы разделили все позиции на 2 217 093 120 множеств - по 19 508 428 800 позиций в каждом.
• Мы уменьшили число множеств для решения до 55 888 296 на основе симметрии и покрытии множества.
• Мы не искали оптимальное решение, а только решения с длиной 20 или менее шагов.
• Мы написали программу, находящее решение для одного множества за 20 секунд.
• Потребовалось 35 лет компьютерного времени для поиска решений всех конфигураций в каждом из 55 888 296 множеств.

Деление пространства позиций

Мы разбили большую задачу на 2 217 093 120 меньших подзадач: в каждую входило по 19,508,428,800 различных позиций. Одна такая подзадача легко помещается в память современного компьютера, и этот метод позволил достаточно быстро получить решение.

Симметрия

Если повертеть Кубик Рубика влево-вправо или вверх-вниз, то, по сути, ничего не изменится: число шагов в решении останется тем же самым. Вместо того, чтобы решать все эти позиции, можно получить решение для одной и распространить его на повернутые позиции. Есть 24 различных ориентации в пространстве и 2 зеркальных положения Кубика для каждой позиции, что позволяет уменьшить число решаемых позиций в 48 раз. Если использовать аналогичные рассуждения и воспользоваться поиском задачи “покрытия множества”, то число подзадач уменьшается от 2 217 093 120 до 55 882 296.

Хорошие и оптимальные решения

Оптимальное решение содержит достаточное количество шагов, но не больше, чем надо. Так как уже известна одна позиция, для которой требуется 20 шагов, то мы можем не искать оптимальное решение для каждой позиции, а только решения в 20 или менее шагов. Это многократно убыстряет задачу.

Оборудование

У нас была возможность решить 55 882 296 подзадач на мощностях Гугла и выполнить все вычисления за несколько недель. Гугл не раскрывает характеристики компьютеров, но было затрачено 1.1 миллиард секунд компьютерного времени (Intel Nehalem, four-core, 2.8GHz) на выполнение расчетов.

Самая трудная позииция

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.

Позиции с решениями в 20 шагов редки, но их вполне возможно встретить в реальности. Вероятность встретить такую позицию варьируется от 10^(-9) до 10^(-8). Мы точно не знаем точное количество таких позиций. Таблица дает оценку числа позиций для каждой длины решения.

Для длин от 16 и больше, числа являются примерными. Наши исследования подтвердили все первоначальные данные до 14 строки включительно, а 15 строка - новый результат. На 11 августа мы обнаружили 12 миллионов позиций с длиной решения 20. Эта позиция была самой сложной для наших программ:

Знаете, какая игрушка заслужила звание наиболее реализуемой в мире? Нет, не красотка Барби и даже не конструктор Lego. Абсолютным лидером продаж считается вещица куда более интеллектуальная – кубик Рубика. В этом году яркая головоломка венгерского происхождения празднует сорок первый день рождения. За четыре десятилетия её пытались покорить миллионы. А сегодня мы подскажем способ, как собрать «кубик-рубик», используя только два движения и один маленький секрет .

В 1980 году открылся список рассылки для любителей кубика Рубика. С тех пор тысячи ценителей головоломки, среди которых ошеломляющее количество математиков, инженеров и программистов, объединили усилия, чтобы найти «алгоритм Бога» : способ, как собрать кубик за минимальное количество 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. А действующий рекорд – 4.94 секунды . Что ж, метод, описанный ниже, не гарантирует скоростного решения. Но почему бы не проверить теорию на практике?

Просто поверните левую грань.

Теперь поверните верхнюю грань.

Повторяйте эти две комбинации друг за другом. Сколько раз? Пока не соберете!

Видео-демонстрация этого метода собрала уже более 14 миллионов просмотров. Конечно, в комментариях нашлось немало недовольных, которым не удалось решить головоломку. Может, они просто недостаточно долго повторяли комбинацию?

Обращали внимание, как стремительно «летают» грани кубика в руках профессионалов? Оказывается, и тут есть маленькая хитрость. Чтобы ускорить процесс, нужно использовать…смазку! Подойдёт жидкий силикон.

Поверните грани кубика в положение, как на фото.

Кубик Рубика — интересная головоломка детства. Хотя и многие взрослые не прочь позабавиться данной диковинкой. С первого взгляда можно сказать, что это обычный кубик с шестью гранями разных цветов. Но это только на первый взгляд. Головоломка достаточно сложная и под силу не каждому храбрецу. Поэтому сегодня мы постараемся как можно подробнее объяснить, как собрать игрушку из нашего детства.

Главное в статье

Как научиться собирать кубик-рубик?

• Первоначальная идея магического кубика заключалась в том, чтобы обучить студентов математической теории групп. Так в 1970-х годах венгерский архитектор Эрнё Рубик создал механический инструмент, который представлял собой обучающий куб для понимания трехмерных моделей и перемещения независимых частей.
• Спустя короткое время к магическому запатентованному кубу пришла великая слава. Им заинтересовались люди разных профессий и из разных стран. Так, в 1980-х годах о нем знал весь свет, он выиграл немало конкурсов и был удостоен всевозможных премий.
• Механизм включает в себя внутреннюю и внешнюю часть. Внутренняя — это фигура, состоящая из трех соединенных цилиндров. Внешняя — крепящиеся к внутреннему механизму грани, которые в свою очередь состоят из квадратов.
• Вращая ребра граней в разные стороны, можно собрать кубик Рубика. Спустя многие годы над магическим кубом трудились многие, вследствие чего было создано немало техник. Сейчас даже есть некоторые алгоритмы, пользуясь которыми, можно быстро собрать куб.
• Кубик состоит из трех элементов: центры — 4 , углы — 8 и ребра — 12 .

Как быстро и легко собрать кубик-рубик: главные правила

• Вращать необходимо не только цветовые сектора, но и сам куб.
• Ориентироваться нужно на центральные фигуры.
• В оригинальном варианте желтый всегда расположен напротив белого, оранжевый напротив красного, а зеленый напротив синего.
• Перемещать необходимо средние и угловые сектора, в соответствии с цветами центральных фигур.
• Каждое новое перемещение создает новый угол и центровой сегмент.
• Центра не меняются, в какое бы запутанное положение вы не привели куб, вверху всегда будет белый, внизу — желтый, впереди — зеленый, сзади — синий, справа — красный, а слева — оранжевый.
• Реберные элементы имеют по две наклейки, а угловые — по три.
• Так как цветовые фрагменты не меняют своего положения, то и куб будет всегда собираться одинаково.
• Ребра есть удобные — смотрящие слева и справа, и неудобные — находящиеся внизу или вверху. Также есть ребра, которые стоят на месте или под крестом.

Как собрать одну, две стороны кубика Рубика?

• Для того чтобы собрать одну из сторон, необходимо создать крест из одного цвета на любой из граней. Отправной точкой послужит центральный фрагмент одного из цветов.
• Выбрав нужный цвет, находящийся по центру, направляйте к нему фрагменты аналогичного цвета, создавая крест.
• Далее необходимо собрать углы аналогичной расцветки. Для этого необходимо перемещать найденный цвет к грани собираемой стороны.

Крест будет собран правильно, если на других гранях центры будут совпадать с ребрами по цвету.

1. Найдите белый центр.
2. Затем поставьте удобные ребра, которые смотрят на вас.
3. После принимайтесь за неудобные. Прокрутите грань влево или право и сделайте его удобным для постановки креста.
4. После — прокрутите верх, чтобы освободить место для ребра.
5. Далее ставьте углы. Они бывают либо сверху, либо снизу. Первоначально двигаются верхние углы.
6. Выберите угол и подведите до центра тех цветов, цветовые наклейки которых находятся вместе с белым углом.
7. После крутите формулу «пиф-паф» , пока угол не встанет на место.

Чтобы все центра совпали с ребрами, крутите всегда по одному движению по часовой стрелке и проверяйте.

Когда наступает момент, что на двух гранях не совпадают центра и ребра, тогда нужно воспользоваться формулой «пиф-паф» .

• Формула «пиф-паф» — алгоритм повторяющихся движений. Белый крест смотрит наверх, по часовой стрелке двигайте правую сторону на одно движение, затем верх двигайте по часовой стрелке. После, правую часть перемещайте против часовой стрелки, то есть возвращайте назад, и верх возвращайте назад против часовой стрелки.

Вторая сторона собирается аналогичным способом. Для этого нужно сначала собрать правильный крест, первую сторону и переместить ребра, чтобы они совпадали с центрами по цвету. Далее перемещайте углы по формуле.

Как собрать кубик-рубик полностью?

Для того чтобы собрать полностью механизм, необходимо воспользоваться уроком по сбору одной стороны. После собирается вторая, и оставшиеся стороны.

Как собрать углы кубика Рубика?

• Углы кубика делятся на верхние и нижние. Первыми перемещаются верхние, так как их легче всего передвинуть.
• Секрет в том что, найдя верхний угол, нужно переместить белую наклейку так, чтобы другие угловые наклейки расположились со своими центрами.
• А далее угол перемещается по формуле «пиф-паф» .

Как собрать кубик Рубика послойно?

1. Соберите правильный белый крест.
2. Создайте один белый слой.
3. Найдите ребра без желтых наклеек.
4. Запомните цвет ребра и сопоставьте его с соответствующим цветом.
5. Теперь делайте все правой рукой.
6. Разместите два центра перед собой под углом 45° .
7. Спрячьте цветной элемент в ту сторону, чтобы его не было видно, крутя грань одним движением.
8. Поднимите правый уголок.
9. Верните спрятавшее ребро.
10. И верните уголок. Должна получиться пара из двух цветов.
11. Далее двигайте по этому же алгоритму для перемещения всех фрагментов на свои места.

Как собрать кубик Рубика с картинками для начинающих: пошаговая инструкция

Как собрать кубик Рубика: понятная схема и формулы

Как очень быстро собрать кубик Рубика 3х3, 5х5?

1. Cross — сборка креста, четырёх рёберных кубиков на нижней грани;
   1. Для того чтобы очень быстро собирать механизм, можно воспользоваться методом — CFOP, который расшифровывается как:
   2. F2L (First two layers) — сборка двух слоёв — нижнего и среднего;
   3. OLL (Orient the last layer) — правильная ориентация кубиков верхнего слоя;
   4. PLL (Permute the last layer) — расстановка кубиков верхнего слоя.
2. Также при скоростной сборке немаловажное значение имеет сам механизм, насколько хорошо он смазан. Ведь от этого зависит скорость перемещения граней.
3. Еще один секрет в том, чтобы умело задействовать обе руки и все пальцы, направляя грани ими в нужную сторону.
4. Пауз не должно быть, при завершении одного хода необходимо молниеносно двигаться дальше.
5. Изучив все алгоритмы, необходимо наперед знать, каким будет ваш следующий шаг.
6. Практика, и только она помогает в быстром сборе магического куба.

Как собрать кубик Рубика за 20 ходов?

Число Бога — 20 шагов, за которые можно собрать позиции магического механизма. Представляет собой алгоритм действий, число которых равно 20 . В видео ниже представлена медленная схема, состоящая ровно из 20 шагов.

В этом видео представлена схема из 18 шагов для продвинутых спидкуберов.

Как собрать кубик-рубик: самый легкий способ

Чтобы было более понятно, просмотрите видео, на котором четко и понятно объясняется самый легкий метод сбора магического куба.

Как собрать кубик Рубика за минуту?

Умение собирать механизм за 1 минуту заключается в том, что вы знаете все простые алгоритмы. С помощью них и быстроты пальцев вы с легкостью решите запутанный механизм Рубика.

Как собрать кубик Рубика с закрытыми глазами?

Чтобы уметь складывать куб с закрытыми глазами, необходимо наизусть знать все алгоритмы и расположение всех цветов на кубе. А для этого нужна практика.

Как легко собрать кубик-рубик для детей?

• Прежде, чем учить детей механизму кубика Рубика, нужно ознакомить их с терминологией, понятной для ребенка.
• После нужно включить воображение и задавать вопросы, которые помогут ребенку понять, как нужно двигать фигуру.
• Методика Максима Чечнева помогает детям разных возрастов освоить быструю схему сбора.

Как собрать кубик Рубика: Максим Чечнев

Методика Максима Чечнева помогает собрать магический механизм даже детям. В своем обучении он подробно рассказывает, как правильно и быстро постичь азы мастерства. Его видео-уроки направлены на то, чтобы понять сам механизм куба. Он заинтересовывает детей наводящими вопросами и помогает освоить правильную технику за довольно быстрые сроки.

Как собрать кубик Рубика: советы Джессики Фридрих

Джессика Фридрих — спидкубер, которая в 1980-х годах на соревнованиях по сбору механизма заняла первое место. Ко всему прочему, она создала свою методику сбора — CFOP , она делится на 4 этапа:

Советы от Джессики:

• Качественный механизм;
• Силиконовая смазка;
• Терпение, выдержка и практика.

Как собрать разобранный, сломанный кубик-рубик?

Если ваш кубик сломался или вы желали взглянуть на механизм изнутри, то предлагаем вам взглянуть видео, где подробно рассказывается о сборке магического куба.

Как собрать кубик-рубик: видео медленно

Собирание магического механизма позволяет развить не только память, но и логическое мышление, мелкую моторику рук, дикцию и умение принимать быстрые и верные решения. С помощью магической игрушки можно развить интеллект, познакомить детей с нескучной игрой и потратить время не впустую.