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魔方简史

 zhb学习阅览室 2021-09-06

1974年春天,厄尔诺·鲁比克,一名年轻的匈牙利建筑师,一直沉迷于研究如何为学生建立三维运动模型。他花费了几个月的时间摆弄由木头和纸制成的立方体,并用橡皮筋、胶水和回形针将它们巧妙地连接起来,继而创造出了“B vös kocka”,即魔法方块。

这项发明最终被命名为“鲁比克方块”,成为风靡全球的智力玩具。截至2018 年,已有超过3.5亿个魔方被售出。魔方还激发了许多艺术作品和电影的创作灵感,并催生出名为“魔方竞速”的青少年竞技运动,比赛谁能用最短的时间将魔方还原到初始状态。

然而,正如鲁比克在《魔方:我们所有人的难题》一书中所阐述的那样:魔方最初的一炮而红让他尤为震惊。鲁比克在一次采访中说,魔方对人们的影响远比魔方本身有趣多了。

乍一看,魔方平淡无奇,每面都由九个彩色方块组成。初始状态的魔方,每面都是一种颜色,即红、绿、黄、橙、蓝和白色。要破解魔方,让每一面都恢复成原来的颜色,你必须转动这些小方块。魔方变化多端,极富挑战性,打乱后的魔方拥有超过4.3×10 19 种变化。

要解开魔方,你必须掌握一系列连贯动作,通过阅读魔方类畅销书或观看在线教程来掌握递阶控制技能。魔方从三阶(3×3×3)、四阶(4×4×4)到五阶(5×5×5)的演变过程涉及纷繁复杂的数学群论原理。

鲁比克说,最初他以为只有拥有科学、数学或工程背景的人才会被魔方吸引,但令人意想不到的是,那些在他看来不可能对魔方感兴趣的人也对魔方无比痴迷。

1981年3月,魔方登上了《科学美国人》杂志的封面。普利策奖得主、《哥德尔、艾舍尔、巴赫》(1979年)的作者道格拉斯·霍夫施塔特说,魔方是“有史以来为教授数学而创造的最神奇的事物之一”。

霍夫施塔特在采访中表示,在他看来,这个立方体的存在就是一种“悖论”。魔方可被当作教具来教授数学群论和物体对称性。他解释道,魔方任何一面转动(顺时针 90°、逆时针90°或180°)的结果都构成群元素。

如今,77岁的鲁比克喜欢坐在位于布达佩斯山上的家中,一边摆弄着魔方,一边回忆他的“发现”和意外的成功。他更喜欢用 “发现”一词,而不是“发明”,就好像魔方是注定存在似的。

他解释说,在创造出魔方后,他面临着第二个挑战:如何破解它。当时,他甚至不知道自己的魔方能不能被复原,更谈不上速度了。他花了整整一个月的时间才将魔方恢复到初始状态。破解魔方异常困难,他说: “既不能倒回去,也不知道下一步该怎么走,这是一个组合问题。我当时对破解魔方一无所知,毕竟,我是第一个尝试复原它的人。”

鲁比克说魔方是隐士的作品,他自称是喜欢实践的思考者、业余发明家,不过,他并不愿被归类,他曾担任过教授、建筑师、设计师、编辑,如今是一名作家。鲁比克对自己的自学能力十分自豪。

1975年,他向匈牙利专利局提出申请,称魔方为“空间逻辑玩具”。然而,正如鲁比克书中所写,这个国家“对玩具生产毫无兴趣”。

当时,智力游戏只占整个玩具市场的一小部分,只能在纪念品店和专卖店中找到它们。把智力游戏当作玩具是一个全新的概念。1977年,魔方在匈牙利的玩具店上架,并开始出现在各种国际玩具博览会上。1979 年,在纽伦堡玩具博览会上,商人汤姆·克雷默发现了魔方,并把它带到了美国的理想玩具公司。20世纪80年代初,魔方出现在美国的电视广告片中,并成为1983年系列动画片《神奇方块鲁比克》中的明星。

魔方的成功看似十分短暂:1982年,《纽约时报》宣称魔方已经“过时”,并称之为“短暂的狂热”,但这一断定根本经不起时间的考验。霍夫施塔特说:“魔方会永远存在,它非常神奇,人们不会对它失去兴趣。”正如导演苏·金在纪录片《魔方高手》中所提到的,虽然人们之前对魔方的兴趣有所减退,但近期它的热度又回来了。

作为一名“魔方妈妈”,金会接送儿子参加魔方竞赛,她自己也迷上了这项风靡全球的游戏。孩子们利用YouTube教程、在线文章等数字时代工具学习解开魔方的方法,并基于对魔方的热爱创建了网络虚拟社区。金说:“实际上,我认为魔方已经拿下了流行市场,因为它已经融入数字时代的各个领域了。”

霍夫施塔特听说过魔方竞速运动,认为魔方得以延续和发展是再适合不过的了。他表示:“这绝对是值得的。魔方很神奇,是一项了不起的发明,深刻又令人着迷。”

尽管解开魔方需要一定的数学技巧和逻辑思维能力,但它依旧凭借自身无限可能的解法风靡全球。鲁比克说:“这也是它最神秘的特性之一——结束,意味着新的开始。”

[编译自美国《史密森尼》]

编辑:马果娜

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