小竞 (编辑)
对于普通人来说，未解决的魔方一直都是人类所知最难解和最难的难题之一。在世界上，你要如何将这个缠乱、混乱的魔方恢复到正确的顺序呢？
经过一些自信十足的扭动，我们大多数人在接近解决这个难题之前就已经感到失望了（或者更确切地说，扔掉了魔方）。但是，你知道吗？有一种简单、相对容易的方法可以每次都解决魔方。只需要一个小算法。
旋转魔方的八种方法
为了理解下面的算法，有必要确定你可以实际旋转魔方的八种基本方法。了解这些动作及其缩写对下面列出的步骤至关重要。
还有一个重要的知识：你应该始终将魔方保持在你的六个面之一指向你的位置。因此，旋转魔方的八种方法如下：
- r：右层顺时针旋转。
- r'：右层逆时针旋转。
- l：左层顺时针旋转。
- l'：左层逆时针旋转。
- u：顶层顺时针旋转。
- u'：顶层逆时针旋转。
- f：前层顺时针旋转。
- f'：前层逆时针旋转。
如何每次都解决魔方而不失败
在我们深入研究之前，让我们先明确一些基本规则。要解决魔方，你需要理解神圣的魔方的基本原理。
首先，每个面中央的彩色方块不会改变。那是这个特定面的固定颜色。此外，有八个拐角，每个拐角有三种不同的颜色，并且在这八个拐角之间有12个边缘块，每个边缘块有两种不同的颜色。
看着下面列出的步骤，你可能会觉得这个过程对你来说太复杂了，无法凭记忆。然而，一旦我们开始，你会发现它只是大量重复。毕竟，算法就是这样。简单来说，它是一系列特定指令的特定顺序，必须一次又一次地按字面意思遵循。
解决魔方可以基本上总结为将这些拐角和边缘块在六个中心方块周围进行洗牌。虽然魔方盒子喜欢吓唬你，声称每个魔方有430亿亿种不同的配置，但实际上有一种简单的方法可以每次都解决魔方而不失败。让我们开始吧。
步骤1：制作一个白色十字
要解决魔方，首先制作一个白色十字。
©jingzhengli.com
首先，将魔方转到白色中心块面朝你。然后，旋转魔方，使白色边缘与白色中心块形成十字。此时拐角的颜色并不重要。简单吧？你已经可以进入下一步了。
步骤2：匹配中心和边缘
解决魔方的下一步是将中心和边缘与白色十字进行匹配。
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其次，看一下白色十字的每个边上的颜色。在下一步中，您需要将这些颜色与它们对应的中心块匹配。通过将四个对应中心块的颜色与白色十字的边匹配来实现这一点。（在进行下一步之前，请确保恢复白色十字。）
步骤3：设置角落
您的下一步是将角落放在正确的位置。
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第三，您需要将白色角落放在正确的位置。在这里，我们将使用我们的第一个算法来帮助实现这一点：r u r' u'（然后重复）。根据我们上面概述的八个基本移动，这是右侧层的顺时针旋转，顶部层的顺时针旋转，右侧层的逆时针旋转和顶部层的逆时针旋转。
现在，对所有剩余的角落重复此算法。完成后，魔方的整个白色面应该完成，并且与白色面接触的四个对应中心块与边缘应该形成一个t型。
步骤4：完成第二层
使用算法完成魔方的第二层。
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现在，我们将专注于这六个面中的四个面上的t形状。我们在这一步的目标是完成这四个面的第二层，以将t形状变成矩形，使得这四个侧面的顶层保持未解决状态。我们将再次使用算法。
对于中心块右侧的匹配颜色，请使用算法u r u' r' u' f' u f。对于中心块左侧的匹配颜色，请使用算法u' l' u l u f u' f'。在所有四个面上重复这个步骤，直到白色面完成，四个侧面的底部两层也完成。
步骤5：制作黄色十字
解决魔方的下一步是创建一个黄色十字。
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现在，是时候制作另一个十字了。您可能已经注意到，魔方底部的黄色面看起来很混乱。在这一步中，我们将制作一个黄色十字 – 就像我们在第一步中制作白色十字一样，只是在相反的一面。
算法时间：使用f r u r' u' f'算法移动魔方。您可能需要重复这个算法两三次，以便将所有黄色块组成十字形状，但请耐心并相信解决魔方时使用的数学。
步骤6：将边缘匹配到顶层
将黄色边缘与黄色层匹配。
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我们离目标越来越近了！再次提醒，按照这些步骤进行操作非常重要：在这一点上犯错误或忘记一步可能会使您重新回到起点。
在这一步中，我们的目标是将所有黄色块带到魔方的底部，使它们与边缘匹配。使用算法f r u r' u' f'应该很快实现这一目标。如果无法将角落放在正确的位置，您可以以任何方式放置魔方 – 只要不匹配的块位于顶部 – 然后使用算法u r u' l' u r' u' l多次。
步骤7：排列角落
最后，使用算法完成黄色面解决魔方。
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最后，我们将把黄色角落和边缘放置到正确的位置。从你选择的任意一个角落开始，使用算法u r' u' r，然后旋转顶层直到另一个不匹配的角落在右上角。再次重复算法u r' u' r，然后根据需要重复此过程多次。
当所有的角落都放置好后，你只需要移动黄色面一到两次就可以完成任务。（当你到达这个位置时，你会知道该怎么做。）通过这样，你现在知道如何像专家一样解决魔方了！
现在，只需要掌握那几个算法。继续练习后，你将拥有最牛的派对技巧。
算法如何解决魔方
自从匈牙利建筑师和雕塑家ernő rubik于1974年发明了魔方以来，魔方已经困扰了无数的孩子和年轻人。虽然魔方传统上被市场营销为玩具，但实际上它只是基于一些基本的数学原理延伸而来的。（考虑到它是由一个建筑师构思的，这并不奇怪。）
一个魔方有六个面，八个角落，12个边缘，以及54个独立的小方块。很难相信它有超过43万亿种不同的可能布局。（就有18个零！）幸运的是，这些魔方算法的基本原则始终保持不变，不管有多少不同的打乱方式。
多亏了算法，真正的大师可以在不到20步内解决魔方。然而，上述使用的算法是所谓的逐层法。使用代数学家所称的“群论”，魔方可以简化为少于10种简单的例程。更具体地说，算法通过排列群的魔力来解决魔方——这是群论的一个分支。
不过不要太复杂，基本思想是魔方的每一个可移动部分——54个中的48个，不包括六个中心块——可以用1到48的数字标记。每次打乱魔方都是这些数字的新排列。一旦你把它分解成数字，只需要重复特定的移动（即算法）就可以了。
