Как собрать кубик рубик

Кубик рубика, хотя кажется вечной головоломкой, на самом деле был изобретен в 1975 году венгерским скульптором Эрнё Рубиком. За меньше чем за 50 лет этот головоломка сумел завоевать сердца миллионов людей по всему миру. В этой статье мы расскажем, как собрать кубик рубик без лишних сложностей и насладиться игрой.

Популярность кубика рубика

Кубик Рубика стал одной из самых популярных головоломок в мире. Более 450 миллионов копий этой головоломки было продано по всему миру, включая как официальные, так и подделки. Оригинальный кубик Рубика запатентован и выпускается в определенных тиражах. Его популярность может сравниться с шахматами и другими древними играми-головоломками.

Секрет популярности кубика Рубика кроется в его универсальности. Хотя на первый взгляд он выглядит как детская игрушка, на самом деле он предлагает сложные задачи и требует стратегического мышления. Эта головоломка предлагает бесконечное количество комбинаций, что вызывает у игроков желание исследовать различные способы ее сборки. Это вызывает интерес и захватывает воображение как детей, так и взрослых.

Как собрать кубик Рубика

• Познакомьтесь с основами: изучите основные элементы кубика Рубика, такие как цветные грани и их расположение.
• Разберите кубик: начните с разборки Кубика Рубика, вращая его грани и перемещая элементы.
• Изучите методы сборки: исследуйте различные методы и алгоритмы сборки кубика Рубика. Существует множество ресурсов и учебных материалов, которые помогут вам освоить эффективные методы сборки.
• Тренируйтесь: практика — ключ к мастерству. Постепенно повышайте сложность задач и улучшайте свои навыки сборки кубика рубика.
• Наслаждайтесь игрой: когда вы освоите основы сборки, наслаждайтесь игрой с кубиком рубика. Попробуйте устанавливать собственные рекорды времени или участвовать в соревнованиях.

Количество вариантов сборки

Всем известно, что кубик Рубика — это головоломка, состоящая из множества маленьких квадратных элементов, раскрашенных различными цветами. Цель сборки кубика Рубика заключается в том, чтобы привести его в исходное состояние, где каждая грань будет заполнена одним цветом. Для достижения этой цели необходимо менять местами раскрашенные квадраты до полной сборки.

Каждое отдельное состояние кубика Рубика представляет собой один из огромного числа возможных вариантов. В точности, существует около 43,3 квинтиллиона различных состояний кубика Рубика, что представляет собой огромное количество вариаций. Интересно отметить, что каждый человек может принять участие в решении конкретного состояния.

С учетом центральных элементов, количество возможных вариантов текущего состояния кубика Рубика составляет около 88,5 * 10^21. Для сравнения, архив интернета на март 2019 года составлял примерно 45 петабайт или 45 * 10^15 байт.

Из-за огромного числа возможных состояний кубика Рубика нет единственного оптимального решения, которое можно было бы получить путем простых расчетов. Решение этой головоломки подчиняется комбинаторике и требует использования алгоритмов, которые приведут к правильному результату. Хотя все существующие алгоритмы срабатывают только для большинства начальных состояний (80-98%), иногда приходится комбинировать различные методы.

Тем не менее, существуют наиболее распространенные, простые и понятные алгоритмы, которые позволяют собирать кубик Рубика чаще всего. Хотя иногда потребуется некоторое математическое понимание, эти алгоритмы позволяют достичь желаемого результата и насладиться сборкой этой увлекательной головоломки.

Метод сборки кубика рубика

Существует несколько официально разработанных методик для сборки или приведения кубика Рубика к виду с гранями одного цвета. Одной из них является официальный способ Рубика, авторская методика Karalov Brothers, и метод крестов и ребер. В данной статье мы рассмотрим последний метод, так как он прост в освоении и гарантирует, что кубик рано или поздно будет собран. Остальные методики оставим для фанатов, которые хотят попробовать различные варианты.

Однако перед тем, как приступить к сборке, важно знать, что если кубик упал и рассыпался, неправильный «ремонт» может привести к невозможности собрать головоломку. Поэтому следует быть внимательным и аккуратным при сборке.

Для ускорения процесса сборки можно воспользоваться решателем кубика Рубика, который предлагает компьютерные варианты решения. Однако в некоторых случаях предложенные варианты не приведут к положительному результату, поэтому следует быть готовым к тому, что некоторые ситуации потребуют более тщательного и творческого подхода.

Кубик Рубика состоит из крестовидного каркаса, на котором закреплены подвижные и статичные элементы головоломки. Внутри кубика есть центры, ребра, углы и грани. Центры всегда остаются на своем месте и имеют один цвет, ребра имеют два цвета, углы — три цвета, а грани состоят из девяти элементов, которые можно вращать одновременно.

Для записи алгоритмов сборки используются упрощенные наименования базовых элементов, которые зависят от положения наблюдателя (человека, который собирает кубик) относительно самого себя. Например, Ф — фасад, Т — тыл, П — правая грань, Л — левая грань, В — верх, Н — низ, С — средний слой.

Каждый символ в формуле соответствует повороту указанного элемента на 90° по часовой стрелке, например, Ф, Т, П, Л, В, Н. Если требуется поворот против часовой, то используется штрих: Ф’, Т’, П’, Л’, В’, Н’. Цифра после буквы обозначает количество повторов операции.

Например, формула НП’Ф’В2 означает следующие действия:

• Повернуть нижнюю грань на 90° по часовой (вправо).
• Повернуть правую грань на 90° против часовой (на себя).
• Повернуть фасадную грань на 90° против часовой.
• Повернуть правую грань на 90° по часовой (на себя) дважды, или один раз на 180°.

Все эти операции выполняются до тех пор, пока не будет получен желаемый результат, который показан на рисунке или описан в алгоритме сборки.

Практикуемся

1. Начинаем. Объемный крест

На первом этапе сборки необходимо определить основной цвет, цвет верхней грани, он же цвет центрального выбранного элемента.

Важно: от выбора цвета дальнейшее решение не зависит.

Далее необходимо поднять элементы того же цвета, чтобы получить так называемый «крест верхней грани»:

1.1 НПФ’П’ — если угловой кубик на нижней грани (поворот боковой грани и несколько поворотов нижней)

1.2 ФФ — если угловой кубик на боковой грани (поворот нижней грани).

Сборка первой части дает понимание процесса и в целом не зависит от формул — эта часть решается без применения комбинаторики простыми вращениями.

2. Продолжаем. Сторона

Для сборки верхней грани нужно поставить 4 угловых кубика выбранного цвета на свои места. В этом случае возможно несколько «фасадов», так как угловой кубик может быть развернут 3 способами относительно граней.

Возможно 3 ситуации, для каждой из которых применяется собственный алгоритм:

2.1 ЛН’Л’ – если кубик выбранного цвета на боковой грани

2.2 Ф’Н’Ф — если кубик выбранного цвета на фронтальной грани

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

3. Следующее. Пояс

Этап предполагает 2 возможных раскладки и 2 формулы, с помощью которых необходимо собрать второй от верхней грани слой (пояс).

После последней операции кубик для перестановки в этой находится под центральным элементом фасадной грани. Его нужно вывести на фасад так, чтобы цвет центрального и углового элементов совпадали.

Используется 2 основных алгоритма:

3.1 (НЛН’Л’)(Н’Ф’НФ) — если элемент идет на левую грань

3.2 (Н’П’НП)(НФН’Ф’) — если элемент идет на правую грань

Если нужный кубик находится в среднем слое, необходимо применить любой алгоритм до тех пор, пока кубик не окажется на нижней грани.

4. Теперь – выставка рёбер

Важно: данный этап требует перевернуть кубик на 180° от себя, так, чтобы нижняя грань оказалась вверху, а прочие остались на своих местах.

На данном этапе необходимо правильно выставить с помощью единственной формулы рёберные кубики, за счет чего на нижней грани окажется 2 кубика верного цвета.

4.1 (ВФП)В(П’В’Ф’)

5. Делаем согласованный крест

После этапа 3 возможны 3 базовых начальных позиции, применив к которым формулы этапа, получится необходимая сборка. Если текущая ситуация не подходит ни под один из вариантов, необходимо выполнить алгоритм 5.3 дважды.

Для каждой базовой ситуации имеется свой алгоритм решения? который сводится к повторению одной комбинации:

5.1 (ПС)4 В (ПС)4 В’

5.2 (ПС)4 В’ (ПС)4 В

5.3 (ПС)4 В2 (ПС)4 В2

Внимание: поворот средней грани «С» осуществляется с нижней стороны.

6. Затем – расстановка углов

На этом этапе снова нужно перевернуть, переориентировать кубик таким образом, чтобы в левом дальнем углу верхней грани оказался подходящий по цвету угловой кубик.

Выбор алгоритма зависит от конкретной ситуации и остаётся за «игроком»:

6.1 (П’Ф’Л’Ф)(ПФ’ЛФ) — прямой алгоритм

6.2 (Ф’Л’ФП’)(Ф’ЛФП) — обратный алгоритм

7. Теперь разворот углов

Заключительный этап сборки самый ответственный, поскольку неправильная сборка (выполнение алгоритма) приведет к нарушению конструкции и откату на несколько шагов назад.

В зависимости от сложившейся комбинации, необходимо применить один из алгоритмов, которые сводятся к одному:

7.1 (ПФ’П’Ф)2 В (ПФ’П’Ф)2

7.2 (ПФ’П’Ф)2 В’ (ПФ’П’Ф)2

7.3 (ПФ’П’Ф)2 В2 (ПФ’П’Ф)2

Каждый выполняется в 2 этапа: первая половина до правильной ориентации углового кубика, вторая половина (после поворота) до возвращения порядка в нижних слоях.

Ура, почти всё. Завершение сборки

Завершается сборка единственным поворотом последней собранной грани на 90° по/против часовой в зависимости от текущей ситуации.

Кубик Рубика собран!

Алгоритмы правой и левой руки

Первым делом надо выучить два элемента: «Алгоритм правой руки» и «Алгоритм левой руки».
Эти два базисные элемента мы будем использовать во всех шагах собирания кубика.

Этап 1: Собрать ромашку.

Ромашка: Середина желтая, лепестки белые.
Почему именно желтые и белые? Потому что именно эти цвета находятся на противоположных гранях кубика.
То есть можно собирать другие цвета (в моем кубите были вообще картинки какие-то а не цвета), но центр и лепестки должны находиться в полной обратной фазе.
Главный момент! В кубике рубика центры каждых сторон остаются постоянными! А крутятся и меняются все боковые квадратики!
Поэтому, центр каждой из граней является нашим ориентиром.

Этап 2: Ромашка с правильным центром.

Собирать будем грань из цвета лепестков.
Для этого каждый лепесток нужно сопоставить напротив правильного центра.
Как на картинке: красный против красного.

А потом перевернуть лепестки вниз так чтобы этот цвет был в середине и внизу (вместо верха).

После того как мы проделаем это со всеми лепестками, у нас внизу получится та же ромашка, только с правильным центром.

На картинке мы видем белую ромашку, и там уже в углу случайно добавился еще один белый квадратик. Но это не обязательно.

Этап 3: Собрать одну грань.

Дальше надо поставить на места уголки.
Находим белый квадратик который не на месте, и проверяем какие два цвета его окружают.
На картинке мы видим синий и красный.

Крутим верхнюю грань так чтобы белый квадратик был возле граней с синим и красным центром.

Вот сейчас он находится на правильных гранях (раньше центр был желтый).

Можно также увидеть, что тот угол который получился сам собой, стоит не на своем месте, так как его смежные грани имеют цвета отличные от центров граней.

(Красный и зеленый, а центры синий и оранжевый).

Используем алгоритм правой руки, пока белый квадратик не встанет на место.
Иногда придется повторять его пару раз.

Видно, что уголок стал на место, так как белый цвет находится на своей грани, а также красный и синий совпадают цветом с центрами граней.
Таким образом ставим на место и остальные уголки. Сначала выводим их на правильную грань (по цветам центров), а потом используем алгоритм правой руки пока уголок не встанет на место.

Грань собрана!
А также у нас собралась нижняя полоска и в остальных 4-ех гранях.

Этап 4: Собрать вторую полоску

Собранную грань ставим вниз, и возвращаемся к «верхней ромашке».
Находим лепесток, у которого обе грани не совпадают с цветом центра лепестка.
На картинке это лепесток у которого грани синий и красный, а центр желтый.

Первым делом мы должны понять где его место, то есть куда его надо поставить.
Крутим верхнюю грань и ставим его на грань с подходящей серединкой.

На картинке мы видим что грань совпадает с синей серединкой.
Теперь наша задача переместить его на второй ряд.
Он должен стоять или во втором ряду справа или слева.

В каком направлении его двигать зависит от цвета серединки грани которая совпадает с его вторым цветом.
На нашей картинки красный центр находится справа, поэтому мы его переставим вправо.

Для того чтобы подвинуть кубик наискосок ВПРАВО:

1. Повернуть верхнюю грань влево.
2. Сделать алгоритм правой руки (начинаем всегда от себя).
3. Повернуть весь кубик на одну грань влево.
4. Сделать алгоритм левой руки (опять от себя)

Если же нам нужно переставить его наискосок ВЛЕВО все делаем с точностью наоборот.

1. Повернуть верхую грань вправо.
2. Сделать алгоритм левой руки (начинаем всегда от себя).
3. Повернуть весь кубик на одну грань вправо.
4. Сделать алгоритм правой руки (опять от себя)

После этого движения, нижняя грань остается собранной, а кубик встает на свое место.
Таким образом собираются 2 ряда всех вертикальных плоскостей.

Этап 5-ый. Собрать «крест» в верхней плоскости.

1. Рассмотрим первый вариант кубиков на верхней плоскости, когда они расположены в ряд.

Для этого работаем по схеме:

2-ой вариант: «Уголок», то есть на кресте есть 2 кубика, но не на одной линии:

Для этого работаем по схеме:

3-ий вариант: «Точка» или 2 кубика вместо трех.

Схема будет состоять из 2-ух этапов:

И теперь у нас получился крест.

Этап 6-ой — выставить правильные углы.

Для того чтобы понять стоит ли угловой кубик на своем месте, надо проверить совпадают ли его цвета с центрами плоскостей которые к нему прилагают.
Наша задача найти 2 угла которые отвечают этим требованиям.
Проверяем каждый из углов, и если находим всего один такой угол, поворачиваем верхнюю плоскость, и опять проверяем углы.
1-ый вариант: Углы совпадают с одной стороны.
Ставим кубик так чтобы углы были слева и выполняем следующий алгоритм:

2-ой вариант: Углы совпадают по диагонали.
Надо будет повторить этот алгоритм 2 раза.
Первый раз углы станут на одной линии, а за второй раз и 2 других угла встанут на место.

Теперь у нас углы стоят на своих местах и нужно будет только выставить их в правильных плоскостях.

Этап 7-ой: Выставляем верхнюю плоскость.

Поворачиваем кубик плоскостью над которой мы работаем книзу.
Мы вращаем нижнюю часть и ищем углы с цветом который нам нужен.
Важно:
1. Кубик с правильным цветом должен быть всегда на правой грани (с одной из ее сторон).
2. Не вращать сам кубик, а именно двигать только нижнюю часть чтобы поставить кубик с правильной гранью под правую руку.
После того, как кубик с нужным цветом стоит на правой грани, нужно делать алгоритм правой руки до тех пор пока он не встанет вниз.
Надо следить за кубиком чтобы не пропустить момент когда он встает на место.

Важно: после первого кубика — все перемешается и цвета собьются. Это не страшно.
После того как все уголки станут лицом вниз — все вернется на место.
И так — вторая плоскость собрана!

Этап 8: Выставить верхний ряд.

1-ый вариант: 1 сторона собралась, и только 3 центральных кубика стоят не на своих местах.

Ставим кубик собранной стороной к себе, и выполняем вот такой алгоритм:

Важно! Не поворачивать кубик, и всегда держать его собранной стороной к себе!

Вывод

Кубик Рубика — уникальная головоломка, которая не только предлагает увлекательное времяпрепровождение, но и развивает логическое мышление, терпение и настойчивость. Следуя простым шагам, вы сможете научиться собирать Кубик Рубика и наслаждаться игрой. Помните, что это процесс требует практики, но с каждым новым собранным кубиком ваш навык будет расти, и вы сможете восхищать окружающих своей мастерством.