速解魔方
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速解魔方是指以尽量最少的时间将魔术方块复原的一项运动。速解魔方除了最常见的3×3×3魔方外，还涵盖了其他层数的立方体魔方（如2×2×2、4×4×4）、其他形状与结构的魔方、以及其他玩法如单手解、盲解等。目前世界魔方协会所举办与记录的一共有17项速解魔方的比赛项目。
历史
[编辑]在2004年，速解玩家们成立了世界魔方协会，以规划举办魔术方块比赛、制定规则与记录玩家成绩[1]。在2023年间，全球各地就举办了总共2135场速解魔方比赛。[2]
术语
[编辑]转动代号
[编辑]以下是大多数玩家以及世界魔方协会使用的转动代号，用于纪录公式与解法、生成随机打乱等。
- 大写的F、B、L、R、U、D分别代表前、后、左、右、上、下层，另外小写的f、b、l、r、u、d代表连带中间层一起转动。中层则以M、S、E表示。
- 如果为顺时针转动90度，只需要写出代号；若逆时针转动90度，则在代号后加上“ ' ”或是“i”，比如上方第一层逆时针转动90度，则记为“U'”或“Ui”；如果转动180度，则是在代号号后加“2”，比如上方第一层转动180度记为“U2”。
常见术语
[编辑]- 阶：阶数是指魔方每个边所具有的块数，比如三阶魔方每个边就有3个小块。
- 复原：指魔方从非原始状态到原始状态的过程。
- pop：指在复原中，魔方的部分零件从魔方脱离的情况。
- +2 : 指复原最后一步未对齐角度大于45度或在整个还原过程中因参赛者操作违反比赛规定而获得的加2秒惩罚。
- DNF：是“Did Not Finish”的缩写，指停止计时器时方块尚未复原（魔方复原失败），或玩家违反特定的比赛规则时的记录代号。在多次尝试取平均成绩的轮数中算作最差成绩。
- DNS：是“Did Not Start”的缩写 ，指参赛选手在一轮中放弃尝试机会而并未开始还原的记录代号，在多次尝试取平均成绩的轮数中算作最差成绩。
- sub-X：“在X秒以下”之意。例如：sub-20 就是指平均复原速度在20秒以下。
- pair：又称“F2L pair”、“corner-edge pair”或“CE pair”，是CFOP解法中，对同一空槽中角块和边块的集合称呼，因需将其配对而得名。
- ZBLS：“Zborowski-Bruchem Last Slot”的缩写，又称ZBF2L，是F2L公式的其中一个公式子集（subset）。
- COLL：是OLL公式的其中一个公式子集（subset），用于将PLL缩减至EPLL子集的情况。
速解法
[编辑]速解法为玩家速解时所使用的复原方式。以下列举在速解魔术方块玩家中最常见的主流解法。
Fridrich Method (CFOP)
[编辑]CFOP为四个步骤“Cross、F2L、OLL、PLL”的缩写，由杰西卡·弗雷德里奇在1997年提出，以层先法的概念为基底，使用较大量的公式（119个公式）以在较少的步数内还原较多的块体，从而缩短复原所需时间。CFOP因其直观的解法取径以及拥有高自由度与可变化性，在一般玩家与顶尖玩家中都是最多人使用的魔术方块速解法。
其主要分为四个步骤：
- 十字 （Cross） ：将底层的四个边块复原，形成一个十字。此步骤不需要记忆公式。
- 完成前两层（F2L，First 2 Layers）：做完十字后，前两层会剩下的四个"空槽"，各由一个边块与一个角块组成，此步骤利用公式在顶层分次将各空槽的边块与角块配对，并放进空槽中。如不考虑特殊情形（当边块或角块位于其他空槽内时），总共有41种可能的情况。
- 将最后一层顶面的颜色统一 （OLL，Orientation of Last Layer）：复原顶层颜色的朝向。总共有57种可能的情况，透过判别情况后以其对应的公式复原。
- 将最后一层侧面的颜色统一 （PLL，Permutation of Last Layer）：复原顶层的排列。总共有21种可能的情况，透过判别情况后以其对应的公式复原。
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| Cross | F2L | OLL | PLL |
桥式解法（Roux Method）
[编辑]- 先在两个侧面下方各形成正确的2X3两块,
- 使顶面的四个角块归位
- 调整中间四个棱块和侧面两个棱块的朝向
- 左右侧面顶部的棱块归位
- 中间棱块和中心块归位
- 快速还原解法java动画教学 （页面存档备份，存于互联网档案馆）-三阶魔方桥式快速还原解法教程
层先法 ( LBL，Layer by Layer )
[编辑]层先法顾名思义，即为一层一层复原，需记忆的公式数量因变种而异，但大多不超过10个。是许多速解玩家入门的解法之一。 层先法分为以下几个步骤：
- 还原第一层4个边块
- 还原第一层4个角块
- 还原第二层4个边块
- 还原第三层的边块方向，使边块的顶层颜色朝上
- 还原第三层的角块方向，使角块的顶层颜色朝上
- 还原第三层的角块位置
- 还原第三层的边块位置[3][4]
其他解法
[编辑]此部分为较少玩家使用的其他解法。
8355法
[编辑]由台湾的许技江自创的解法[1] （页面存档备份，存于互联网档案馆）[2] （页面存档备份，存于互联网档案馆），设计对象为刚入门的新手玩家。8355法将三阶魔方分成第一层的八个块体、第二层的三个边块、其馀的五个边块与五个角块。其步骤如下：
- 8：将第一层完成，但刻意留下一个角不复原，做为“工作区（Working Area）”。
- 3：利用工作区将第二层的三个边放入。工作区的存在让玩家能以不须公式、且步数较少的方式复原。
- 5：利用工作区将顶层与工作区的五个边归位。
- 5：重复使用基础的交换公式将剩馀的五个角一一复原。
其中的“五边”和“五角”两步骤，也可以用于复原五魔术方块的最后一层。
双公式基本解
[编辑]由台湾玩家洪启伦所设计，改良自LBL解法。特色为仅需两个公式，并结合记忆口诀。 [3] （页面存档备份，存于互联网档案馆） [4] （页面存档备份，存于互联网档案馆）
角先法（Corner First）
[编辑]角先方法是先将所有角块归位，再复原边块的方法。
棱先法（Edge First）
[编辑]棱先方法是先将所有棱块归位，再复原角块的方法。
SCAF
[编辑]SCAF（Six Cross And Finger shortcut）是台湾玩家赖宽祐的自创解法，其教学影片在Youtube上有超过30万的观看次数。[5] （页面存档备份，存于互联网档案馆）
电脑解法
[编辑]电脑没有记忆公式的困难，因此可以找出更佳的解法。但是由于魔方的可能变化数量巨大，穷举法实际上难以执行。目前广泛使用的算法步骤如下：
- 双转归原：如果限制每次旋转，除了两个相对的面（比如左边和右边）之外都是180度，那么能够转出来的花样就少了很多。把魔方从任何状态归位到这些花样之一，就是双转归原。
用电脑程序进行搜索，双转归原一般需要12步来完成。而复原的步骤则需要18步。但是如果能进一步优化，使得双转归原的结果避开那些需要较长步骤复原的状态，一般可以得到更短的复原步骤。
2007年，电脑科学家古柏曼与他的学生用20台超级电脑花了8000个小时证明上界可改进为26。
通过运用电脑，Tomas Rokicki于2008年宣布证明了任何魔方可以在25步以内解开[5]。而随后，这一结果改进为22步[6]。
2010年,包括Tomas Rokicki和Morley Davidson等人的研究团队证明任意的魔术方块打乱状态可以在20步内还原。
速解世界纪录
[编辑]各种魔术方块速解比赛的世界魔术方块协会（WCA）纪录如下:[a][7]
| 魔方类型 | 类型 | 时间（分;秒:百分秒） | 纪录保持人与国籍 | 赛程 | 细节（分:秒.百分秒） |
|---|---|---|---|---|---|
| 3×3×3 | 单次 | 3.13 |  Max Park |
Pride in Long Beach 2023 | |
| 平均 | 4.48 |  Yiheng Wang (王艺衡) |
Mofunland Cruise Open 203 | 4.72 / 4.72 / 3.99 / (3.95) / (5.99) | |
| 2×2×2 | 单次 | 0.43 |  Teodor Zajder |
Warsaw Cube Masters 2023 | |
| 平均 | 1.01 | Zayn Khanani |
Pioneer Valley Cubing B 2023 | 0.91 / 0.97 / (0.71) / 1.16 / (2.91) | |
| 4×4×4 | 单次 | 16.79 | Max Park |
Bay Area Speedcubin' 29 PM 2022 | |
| 平均 | 19.38 | Max Park |
Arizona Speedcubing Spring 2023 | (17.60) / 18.49 / 19.37 / (23.80) / 20.28 | |
| 5×5×5 | 单次 | 33.02 | Max Park |
Florida Big & Blind & Time 2022 | |
| 平均 | 37.00 | Max Park |
Circle City Turbocharged 2023 | 36.81 / (43.10) / 37.45 / (35.90) / 36.75 | |
| 6×6×6 | 单次 | 59.74 | Max Park |
CubingUSA Southeast Championship 2022 | |
| 平均 | 1:08.56 | Max Park |
WCC Western Championship 2022 | 1:11.79 / 1:03.71 /1:10.18 | |
| 7×7×7 | 单次 | 1:35.68 | Max Park |
Marshall Cubing September 2022 | |
| 平均 | 1:42.12 | Max Park |
Marshall Cubing September 2022 | 1:35.68 /1:46.74 /1:43.95 | |
| 3×3×3盲解 | 单次 | 12.78 | Tommy Cherry |
4BLD in a Madison Hall 2023 | |
| 平均 | 15.05 |  Elliott Kobelansky |
Panthers Cube Day 2023 | 15.29 / 14.15 / 15.70 | |
| 3×3×3最少步数解 | 单次 | 16 步 |  Sebastiano Tronto |
FMC 2019 | |
| 平均 | 20.00 步 |  Wong Chong Wen (黄崇文) |
FMC Johor Bahru 2023 | 20 / 21 / 19 | |
| 3×3×3单手解 | 单次 | 6.20 | Max Park |
Marshall Middle Slice 2022 | |
| 平均 | 8.65 | Patrick Ponce |
Stevenage Spring 2022 | 8.86 / 9.11 / (7.77) / 7.98 / (10.81) | |
| Rubik's Clock | 单次 | 2.77 |  Jacob Chambers |
Wiltshire Spring 2023 | |
| 平均 | 3.56 | Jacob Chambers |
Droitwich Spa Autumn 2022 | 3.39 / (4.21) / 3.46 / 3.83 / (3.16) | |
| Megaminx | 单次 | 24.83 |  Leandro Martín López |
Jaqueca Di Tella 2023 | |
| 平均 | 27.34 | Leandro Martín López |
Jaqueca Di Tella 2023 | 27.26 / (31.53) / (24.83) / 25.69 / 29.06 | |
| Pyraminx | 单次 | 0.75 | Elijah Brown |
Berkeley Winter A 2023 | |
| 平均 | 1.55 | Ezra Shere |
Michigan Speedcubing Spring 2023 | 1.32 / 1.70 / (1.73) / (1.29) / 1.63 | |
| Skewb | 单次 | 0.81 | Zayn Khanani |
NAC 2022 | |
| 平均 | 1.56 | Zayn Khanani |
Pretzel Mania 2022 | 1.30 /(1.20) /1.79 /1.60 /(4.89) | |
| Square 1 | 单次 | 3.73 | Ryan Pilat |
CubingUSA Heartland Championship 2023 | |
| 平均 | 5.02 | Max Siauw |
CubingUSA Northeast Championship 2022 | 5.23 / (9.73) / 4.97 / (4.84) / 4.86 | |
| 4×4×4盲解 | 单次 | 51.96 | Stanley Chapel |
4BLD in a Madison Hall 2023 | |
| 平均 | 1:08.76 | Stanley Chapel |
Michigan Cubing Club Epsilon 2019 | 1:02.51 / 1:14.05 / 1:09.72 | |
| 5×5×5盲解 | 单次 | 2:19.07 |  Hill Pong Yong Feng |
May MBLD Madness Singapore 2023 | |
| 平均 | 2:27.63 | Stanley Chapel |
Michigan Cubing Club Epsilon 2019 | 2:32.48 / 2:28.80 / 2:21.62 | |
| 3×3×3多颗盲解 | 单次 | 57:47 (62/65) | Graham Siggins |
Blind Is Back LA 2022 | 57:47 |
注释
[编辑]- ^ 平均为五次复原中，去掉最快的与最慢的成绩之后，剩馀的三次平均
参考文献
[编辑]- ^ History of the Speedcubing Community & WCA. World Cube Association. [2024-06-03].
- ^ Competitions. World Cube Association. [2024-06-03].
- ^ RQcube的YouTube 中文教學 (內含公式記憶教學)]. [2021-11-05]. （原始内容存档于2021-11-10）.
- ^ 三阶魔方还原教程（层先法）——碧海风云. [2017-11-23]. （原始内容存档于2021-10-20）.
- ^ Tom Rokicki. Twenty-Five Moves Suffice for Rubik's Cube (PDF). [2008-03-24]. （原始内容存档 (PDF)于2021-05-20）.
- ^ Twenty-Three Moves Suffice | Domain of the Cube Forum. [2021-06-26]. （原始内容存档于2020-11-09）.
- ^ 纪录 | World Cube Association. www.worldcubeassociation.org. [2022-09-16]. （原始内容存档于2021-11-23）.
外部链接
[编辑]- 世界魔术方块协会（WCA）官网 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- 速解维基百科 （页面存档备份，存于互联网档案馆）─所有速解魔方的技巧及术语
- Jessica Fridrich教授网页（页面存档备份，存于互联网档案馆）─目前最多人用的速解解法。
- 速解魔术方块网站─教导Fridrich Method的中文网页。