速解魔術方塊
此條目需要補充更多來源。 (2017年2月1日) |
速解魔術方塊是指以儘量最少的時間將魔術方塊復原的一項運動。速解魔術方塊除了最常見的3×3×3魔術方塊外，還涵蓋了其他層數的立方體魔術方塊（如2×2×2、4×4×4）、其他形狀與結構的魔術方塊、以及其他玩法如單手解、盲解等。目前世界魔術方塊協會所舉辦與記錄的一共有17項速解魔術方塊的比賽項目。
歷史
在2004年，速解玩家們成立了世界魔術方塊協會，以規劃舉辦魔術方塊比賽、制定規則與記錄玩家成績[1]。在2023年間，全球各地就舉辦了總共2135場速解魔術方塊比賽。[2]
術語
轉動代號
以下是大多數玩家以及世界魔術方塊協會使用的轉動代號，用於紀錄公式與解法、生成隨機打亂等。
- 大寫的F、B、L、R、U、D分別代表前、後、左、右、上、下層，另外小寫的f、b、l、r、u、d代表連帶中間層一起轉動。中層則以M、S、E表示。
- 如果為順時針轉動90度，只需要寫出代號；若逆時針轉動90度，則在代號後加上「 ' 」或是「i」，比如上方第一層逆時針轉動90度，則記為「U'」或「Ui」；如果轉動180度，則是在代號號後加「2」，比如上方第一層轉動180度記為「U2」。
常見術語
- 階：階數是指魔術方塊每個邊所具有的塊數，比如三階魔術方塊每個邊就有3個小塊。
- 復原：指魔術方塊從非原始狀態到原始狀態的過程。
- pop：指在復原中，魔術方塊的部分零件從魔術方塊脫離的情況。
- +2 : 指復原最後一步未對齊角度大於45度或在整個還原過程中因參賽者操作違反比賽規定而獲得的加2秒懲罰。
- DNF：是「Did Not Finish」的縮寫，指停止計時器時方塊尚未復原（魔術方塊復原失敗），或玩家違反特定的比賽規則時的記錄代號。在多次嘗試取平均成績的輪數中算作最差成績。
- DNS：是「Did Not Start」的縮寫 ，指參賽選手在一輪中放棄嘗試機會而並未開始還原的記錄代號，在多次嘗試取平均成績的輪數中算作最差成績。
- sub-X：「在X秒以下」之意。例如：sub-20 就是指平均復原速度在20秒以下。
- pair：又稱「F2L pair」、「corner-edge pair」或「CE pair」，是CFOP解法中，對同一空槽中角塊和邊塊的集合稱呼，因需將其配對而得名。
- ZBLS：「Zborowski-Bruchem Last Slot」的縮寫，又稱ZBF2L，是F2L公式的其中一個公式子集（subset）。
- COLL：是OLL公式的其中一個公式子集（subset），用於將PLL縮減至EPLL子集的情況。
速解法
速解法為玩家速解時所使用的復原方式。以下列舉在速解魔術方塊玩家中最常見的主流解法。
Fridrich Method (CFOP)
CFOP為四個步驟「Cross、F2L、OLL、PLL」的縮寫，由傑西卡·弗雷德里奇在1997年提出，以層先法的概念為基底，使用較大量的公式（119個公式）以在較少的步數內還原較多的塊體，從而縮短復原所需時間。CFOP因其直觀的解法取徑以及擁有高自由度與可變化性，在一般玩家與頂尖玩家中都是最多人使用的魔術方塊速解法。
其主要分為四個步驟：
- 十字 （Cross） ：將底層的四個邊塊復原，形成一個十字。此步驟不需要記憶公式。
- 完成前兩層（F2L，First 2 Layers）：做完十字後，前兩層會剩下的四個"空槽"，各由一個邊塊與一個角塊組成，此步驟利用公式在頂層分次將各空槽的邊塊與角塊配對，並放進空槽中。如不考慮特殊情形（當邊塊或角塊位於其他空槽內時），總共有41種可能的情況。
- 將最後一層頂面的顏色統一 （OLL，Orientation of Last Layer）：復原頂層顏色的朝向。總共有57種可能的情況，透過判別情況後以其對應的公式復原。
- 將最後一層側面的顏色統一 （PLL，Permutation of Last Layer）：復原頂層的排列。總共有21種可能的情況，透過判別情況後以其對應的公式復原。
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| Cross | F2L | OLL | PLL |
橋式解法（Roux Method）
- 先在兩個側面下方各形成正確的2X3兩塊,
- 使頂面的四個角塊歸位
- 調整中間四個棱塊和側面兩個棱塊的朝向
- 左右側面頂部的棱塊歸位
- 中間棱塊和中心塊歸位
- 快速還原解法java動畫教學 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）-三階魔術方塊橋式快速還原解法教程
層先法 ( LBL，Layer by Layer )
層先法顧名思義，即為一層一層復原，需記憶的公式數量因變種而異，但大多不超過10個。是許多速解玩家入門的解法之一。 層先法分為以下幾個步驟：
其他解法
此部分為較少玩家使用的其他解法。
8355法
由台灣的許技江自創的解法[1] （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）[2] （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館），設計對象為剛入門的新手玩家。8355法將三階魔術方塊分成第一層的八個塊體、第二層的三個邊塊、其餘的五個邊塊與五個角塊。其步驟如下：
- 8：將第一層完成，但刻意留下一個角不復原，做為「工作區（Working Area）」。
- 3：利用工作區將第二層的三個邊放入。工作區的存在讓玩家能以不須公式、且步數較少的方式復原。
- 5：利用工作區將頂層與工作區的五個邊歸位。
- 5：重複使用基礎的交換公式將剩餘的五個角一一復原。
其中的「五邊」和「五角」兩步驟，也可以用於復原五魔術方塊的最後一層。
雙公式基本解
由台灣玩家洪啟倫所設計，改良自LBL解法。特色為僅需兩個公式，並結合記憶口訣。 [3] （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） [4] （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
角先法（Corner First）
角先方法是先將所有角塊歸位，再復原邊塊的方法。
棱先法（Edge First）
棱先方法是先將所有棱塊歸位，再復原角塊的方法。
SCAF
SCAF（Six Cross And Finger shortcut）是台灣玩家賴寬祐的自創解法，其教學影片在Youtube上有超過30萬的觀看次數。[5] （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
電腦解法
電腦沒有記憶公式的困難，因此可以找出更佳的解法。但是由於魔術方塊的可能變化數量巨大，窮舉法實際上難以執行。目前廣泛使用的算法步驟如下：
- 雙轉歸原：如果限制每次旋轉，除了兩個相對的面（比如左邊和右邊）之外都是180度，那麼能夠轉出來的花樣就少了很多。把魔術方塊從任何狀態歸位到這些花樣之一，就是雙轉歸原。
用電腦程式進行搜索，雙轉歸原一般需要12步來完成。而復原的步驟則需要18步。但是如果能進一步優化，使得雙轉歸原的結果避開那些需要較長步驟復原的狀態，一般可以得到更短的復原步驟。
2007年，電腦科學家古柏曼與他的學生用20台超級電腦花了8000個小時證明上界可改進為26。
通過運用電腦，Tomas Rokicki於2008年宣布證明了任何魔術方塊可以在25步以內解開[5]。而隨後，這一結果改進為22步[6]。
2010年,包括Tomas Rokicki和Morley Davidson等人的研究團隊證明任意的魔術方塊打亂狀態可以在20步內還原。
速解世界紀錄
各種魔術方塊速解比賽的世界魔術方塊協會（WCA）紀錄如下:[a][7]
| 魔術方塊類型 | 類型 | 時間（分;秒:百分秒） | 紀錄保持人與國籍 | 賽程 | 細節（分:秒.百分秒） |
|---|---|---|---|---|---|
| 3×3×3 | 單次 | 3.13 |  Max Park |
Pride in Long Beach 2023 | |
| 平均 | 4.48 |  Yiheng Wang (王藝衡) |
Mofunland Cruise Open 203 | 4.72 / 4.72 / 3.99 / (3.95) / (5.99) | |
| 2×2×2 | 單次 | 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 | 單次 | 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 | 單次 | 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 | 單次 | 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 | 單次 | 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 | 單次 | 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最少步數解 | 單次 | 16 步 |  Sebastiano Tronto |
FMC 2019 | |
| 平均 | 20.00 步 |  Wong Chong Wen (黃崇文) |
FMC Johor Bahru 2023 | 20 / 21 / 19 | |
| 3×3×3單手解 | 單次 | 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 | 單次 | 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 | 單次 | 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 | 單次 | 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 | 單次 | 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 | 單次 | 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 | 單次 | 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 | 單次 | 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多顆盲解 | 單次 | 57:47 (62/65) | Graham Siggins |
Blind Is Back LA 2022 | 57:47 |
注釋
- ^ 平均為五次復原中，去掉最快的與最慢的成績之後，剩餘的三次平均
參考文獻
- ^ History of the Speedcubing Community & WCA. World Cube Association. [2024-06-03]. （原始內容存檔於2021-04-23）.
- ^ Competitions. World Cube Association. [2024-06-03]. （原始內容存檔於2024-06-03）.
- ^ RQcube的YouTube 中文教學 (內含公式記憶教學)]. [2021-11-05]. （原始內容存檔於2021-11-10）.
- ^ 三阶魔方还原教程（层先法）——碧海风云. [2017-11-23]. （原始內容存檔於2021-10-20）.
- ^ Tom Rokicki. Twenty-Five Moves Suffice for Rubik's Cube (PDF). [2008-03-24]. （原始內容存檔 (PDF)於2021-05-20）.
- ^ Twenty-Three Moves Suffice. Domain of the Cube Forum. 2008-04-29 [2021-06-26]. （原始內容存檔於2020-11-09） （英語）.
- ^ 纪录 | World Cube Association. www.worldcubeassociation.org. [2022-09-16]. （原始內容存檔於2021-11-23）.
外部連結
- 世界魔術方塊協會（WCA）官網 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- 速解維基百科 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）─所有速解魔術方塊的技巧及術語
- Jessica Fridrich教授網頁（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）─目前最多人用的速解解法。
- 速解魔術方塊網站─教導Fridrich Method的中文網頁。