Как собрать кубик Рубика и не умереть. Сейчас научим

Вы, скорее всего, думаете, что это магия, доступная только избранным, когда смотрите на эту яркую головоломку и чувствуете, что ваши руки тянутся к ней, а через пять минут отчаяние заставляет отложить кубик в дальний ящик. Мы понимаем вас.

Хорошая новость заключается в том, что сбор кубика Рубика — это не магия, а простой, понятный алгоритм. Это похоже на рецепт или руководство по сборке мебели: достаточно разобраться в логике, чтобы собирать его снова и снова, поражая друзей.

В этой статье мы рассмотрим самый популярный метод для начинающих шаг за шагом, без использования заумных терминов. Мы не будем говорить много теории, просто возьмите кубик и давайте начнем. Через час вы, скорее всего, будете чувствовать себя так, как будто вы победили.

Почему кубик Рубика стал таким популярным?

Суть популярности заключается в том, что кубик Рубика на первый взгляд кажется простой игрушкой для детей, но на самом деле это сложная математическая задача по комбинаторике, представленная в форме.

Все знают, что такое кубик Рубика, но что означает собрать его? Это означает привести его в первоначальное состояние, когда каждая грань покрыта одним цветом. Для достижения этого цели необходимо менять раскрашенные квадраты местами, чтобы достичь полного успеха.

Каждый отдельный случай — одно из 43 252 003 274 489 856 000 состояний кубика Рубика. Ещё раз, округленно: 43,3¹⁸, или чуть больше 43 квинтиллионов различных вариантов. Каждый может участвовать в конкретном решении.

Количество возможных вариантов текущего состояния кубика Рубика равно 88,5*1021, если учитывать центральные элементы. Архив интернета на март 2019 года составляет 45,1015 байт, или 45 петабайт.

В результате у кубика нет однозначного решения, потому что он требует слишком сложных расчетов и относится только к комбинаторике, подразделе математической статистики. Тем не менее, вероятность определенной конфигурации можно определить.

Возможно создать алгоритм, который приведет к правильному решению, поскольку элементы повторяются и для сбора головоломки достаточно собрать все грани по цвету.

В результате большого количества возможных решений все существующие алгоритмы работают только для значительной части начальных состояний (80–98%), иногда их приходится комбинировать.

Тем не менее, они наиболее распространены, просты и понятны без серьезных математических выкладок — и именно они помогают чаще всего решать сложные головоломки.

Как умные люди собирают кубик Рубика?

Существует несколько официально признанных способов сделать кубик с гранями одного цвета:

• официальный способ Рубика
• авторская методика Karalov Brothers
• алгоритм Бога (сборка за 20 шагов)
• традиционная «советская» методика из журнала «Наука и жизнь»
• метод крестов и ребер

Следующий гарантирует, что кубик рано или поздно будет собран, и он достаточно прост в использовании. Поэтому мы рассмотрим его сегодня, оставив фанатам другие варианты.

Важнo: если кубик падает и разваливается, сбор головоломки становится сложнее из-за неправильного «ремонта».

Чтобы ускорить процесс, можно использовать решение кубика Рубика. Однако в некоторых ситуациях варианты, предлагаемые компьютером, могут не принести положительных результатов.

Несмотря на то, что кубик Рубика выглядит как набор разноцветных квадратиков на первый взгляд, собирать его не так сложно, как кажется. Просто нужно научиться собирать по слоям, начиная с одного, затем второго и в конце третьего. Нет магии в этом, просто повторяющиеся движения, которые быстро запоминаются. Главное, чтобы не бросать после первой неудачи, потому что через несколько попыток все начнет получаться.

Из чего состоит кубик Рубика. Важно знать, прежде чем собирать

Внутри кубика Рубика находится крестообразный каркас, на котором закреплены как статичные, так и подвижные элементы головоломки.

• Центры — 6 шт. Один цвет, всегда остаются на своем месте.
• Ребра — 12 шт. Крайние элементы с двумя цветами.
• Углы — 8 шт. Угловые элементы с тремя цветами.
• Грань — совокупность 9 элементов, которые можно вращать одновременно.

Для записи алгоритмов используются упрощенные наименования базовых элементов, которые определяются наблюдателем (человек, проводящий сборку) относительно самого себя:

• Ф — фасад
• Т — тыл
• П — правая грань
• Л — левая грань
• В — верх
• Н — низ
• С — средний слой

В формуле каждый символ соответствует повороту указанного элемента на 90° по часовой стрелке, а поворот против часовой стрелки определяет штрих: Ф’, Т’, П’, Л’, В’, Н’. Цифра, следующая за буквой, обозначает количество операций, выполненных за это время.

Посмотрите на формулу НП’Ф’B2.

1. Поворачивайте нижнюю грань на 90° по часовой стрелке.

2. Поверните правую сторону против часовой (на себя).

3. Поворачивайте фасадную грань против часовой стрелки.

4. Дважды повернуть прямую грань на 90 градусов по часовой (на себя) или один раз на 180 градусов.

До тех пор, пока вы не получите желаемый результат, как показано на рисунке, выполните все формулы или повороты.

Вперед, начинаем собирать кубик Рубика. Инструкция находится ниже.

1. Начинаем. Объемный крест

На начальном этапе сборки необходимо определить основной цвет, а также цвет верхней грани и центрального элемента.

Важно: выбор цвета не влияет на дальнейшее решение.

Чтобы получить так называемый «крест верхней грани», следует поднять элементы того же цвета:

1.1 НПФ’П’ — это если угловой кубик на нижней грани, который имеет несколько поворотов нижней и боковой грани.

1.2 ФФ — это значение, когда угловой кубик находится на боковой грани или нижней грани.

Сборка первой части дает понимание процесса и в целом не зависит от формул — эта часть решается просто с помощью комбинаторики.

2. Продолжаем. Сторона

Чтобы собрать верхнюю грань, нужно поставить четыре угловых кубика выбранного цвета на свои места. В этом случае возможно несколько «фасадов», потому что угловые кубики могут быть развернуты относительно граней в три различных способа.

Для каждой из трех возможных ситуаций используется отдельный алгоритм:

2.1 ЛН’Л’ — если кубик с выбранным цветом на боковой грани

2.2 FNF — если кубик выбрaнного цвета на фронтальной грани

2.3 (Ф’П’)Н2(ПФ) — если на нижней грани есть кубик выбрaнного цвета

3. Следующее. Пояс

В этом этапе рассматриваются две возможные раcкладки и две формулы, необходимые для сбора второго слоя (пояса) от верхней грани слоя.

После завершения операции кубик для перестановки находится под центральным элементом фасадной грани. Его нужно вывести на фасад так, чтобы цвет его совпадал с цветом угловых и центральных элементов.

Для этого используются два основных алгоритма:

3.1 (НЛН’Л’)(Н’Ф’НФ) — когда элемент находится на левой грани

3.2 (Н’П’НП)(НФН’Ф’) — когда элемент находится на правой грани

Когда вы находите кубик в среднем слое, вы должны использовать любой алгоритм до тех пор, пока он не окажется на нижней грани.

4. Теперь – выставка рёбер

Важно: на этом этапе кубик необходимо перевернуть на 180° от себя, чтобы нижняя грань была впереди, а остальные грани оставались на своих местах.

На этом этапе необходимо правильно выставить рёберные кубики с помощью одной формулы, чтобы два кубика на нижней грани были правильного цвета.

(BФП)В(П’В’Ф’)

5. Делаем согласованный крест

После этапа 3 есть три возможных базовых начальных позиции, которые можно использовать для создания необходимой сборки с помощью формул этапа. В случае, если текущая ситуация не соответствует ни одному из вариантов, необходимо дважды выполнить алгоритм 5.3.

Имеется свой алгоритм решения для каждой базовой ситуации, который заключается в повторении одной комбинации:

5.1 (ПС)4 В (ПС)4 В’

5.2 (ПС) 4 B’ (ПС) 4 В

5.3 (ПС)4 В2 (ПС)4 В2

Внимание: нижняя грань «С» переворачивается.

6. Затем – расстановка углов

На этом этапе необходимо перевернуть кубик еще раз и переориентировать его таким образом, чтобы цвет углового кубика соответствовал левому дальнему углу верхней грани.

Когда дело доходит до конкретной ситуации, выбор алгоритма остается за «игроком»:

6.1 П’Ф’Л’Ф — прямой алгоритм

6.2 (Ф’Л’ФП’) — обпатный алгоритм.

7. Теперь разворот углов

Самый важный этап сборки — последний шаг, потому что неправильная сборка (выполнение алгоритма) приведет к нарушению конструкции и откату на несколько шагов назад.

В зависимости от полученной комбинации следует использовать один из алгоритмов, которые сводятся к одному:

7.1 (ПФ’П’Ф)2 B

7.2 (ПФ’П’Ф)2 B’

7.3 (ПФ’П’Ф)2 B2

Каждый выполняется в два этапа. Первый идет до правильной ориентации углового кубика, а второй — после поворота — до возвращения порядка в нижних слоях.

Ура, почти всё. Завершение сборки

Сборка завершается поворотом последней собранной грани на 90 градусов по или против часовой, в зависимости от обстоятельств.

Мы готовим Кубик Рубика!

Вот и всё! Сначала казалось невозможно, но кубик теперь собран. Главный секрет — не пытаться сделать всё сразу, а разбить процесс на понятные шаги. Все, кто когда-либо покорял этот процесс, делают это.

Если в первый раз вы допустите много ошибок и остановок, не переживайте; ваши руки должны научиться запомнить движения, и для этого вам нужна практика. Если вы устали, отдохните немного, а затем вернитесь к инструкции с новыми силами.

Сейчас начинается самое интересное. С каждым новым сбором ваши пальцы будут двигаться увереннее, а алгоритмы запоминаются сами собой, и со временем вы станете более ловкими и быстрыми. Вы не просто сложили цветные квадратики, вы освоили новое умение, которое останется с вами навсегда.