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还原魔方看起来很酷炫,其实并不难学(多图)

本帖由 漂亮的石头2015-04-14 发布。版面名称:知乎日报

  1. 漂亮的石头

    漂亮的石头 版主 管理成员

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    有哪些看起来很酷炫的技能其实并不难学会?

    [​IMG] 曾加,把诗意的理性献给你

    还原(各种类型的)魔方。【长文,多图预警】

    这里的 “魔方” 不仅仅是传统的 [​IMG] 魔方,而是 World Cube Association (世界魔方协会)所认可的【所有】能参加比赛的魔方,包括:

    1. 三阶魔方(Rubik's Cube)
    2. 二阶魔方(Pocket Cube)
    3. 四阶魔方(Rubik's Revenge)
    4. 五阶魔方(Rubik's Professor)
    5. 六阶魔方
    6. 七阶魔方
    7. 金字塔魔方(Pyraminx)
    8. 斜转魔方(Skewb)
    9. 五魔方(Magaminx)
    10. SQ1 魔方(Square-1)

    一共十种。

    一般人会想:那么多魔方,怎么说也得好几个月才能学会吧?

    实际上,如果 你的目标仅仅是会还原 的话,只要学习方法得当,我觉得可以:

    1 天内学完十种魔方,3 天内可以不借助任何攻略自主还原。

    ********************

    【前言】

    相信《最强大脑》的忠实粉丝一定看过下面这期节目:

    最强大脑 孙虹烨 郡司光贵 超炫手速 魔方巅峰对决

    孙虹烨 和 郡司光贵 各自还原 100 个各种类型的魔方,拉开了“中日大战”的序幕。

    在比赛中,我们看到了两位选手眼花缭乱的竞争,以及主持人和其他项目选手的惊呼:

    [​IMG]

    而事实上,这 100 个魔方,都是 WCA 的标准比赛魔方,它包括:

    [​IMG]

    你看,这 100 个魔方中, 二阶魔方、三阶魔方、金字塔魔方、斜转魔方 一共有 92 个,剩下的 四阶魔方、五魔方、SQ1 魔方,七阶魔方 一共只有 8 个,而 五阶魔方、六阶魔方 压根儿没出现。

    这似乎暗示了,前四种魔方是相对比较容易的,其他几种稍难。

    事实上也确实如此。

    【序】

    接下来,我就来讲述,如何 在 1 天内学完十种魔方

    我推荐的学习顺序是:

    金字塔魔方 —> 斜转魔方 —> 三阶魔方 —> 四阶魔方 —>

    五阶魔方 —> SQ1 魔方 —>五魔方

    咦?怎么没有 二阶、六阶和七阶魔方呢?

    因为它们压根儿不用学。

    学完三阶魔方还原后,二阶魔方的还原就自动学会了;

    而学完 四阶和五阶魔方 后,无论多少阶的魔方,都可以用相同的方法解开;

    目前世界上最高阶的魔方为 十七阶 魔方,在媒体口中,它被称为 “世上最难”:

    史上最难 解开十七阶魔方

    但实际上,十七阶魔方的还原一点都不难,只是有点 “麻烦” 罢了。

    而之所以我推荐最先学 金字塔魔方 和 斜转魔方,而不是通常人们最先提到的三阶魔方,是因为——这两种魔方真的太容易学了!

    • 【一】金字塔魔方 Pyraminx (学习用时:1 小时)

    为什么推荐最先学 金字塔魔方呢?因为它看起来比较炫酷,是聚会时的装逼利器;

    而且学习用时是所有魔方中最短的,我不到半个小时就学会了,即使天赋不高,只要方法得当,估计也在一个多小时内可以学会吧。

    金字塔魔方 的 结构是 正四面体,顾名思义,4 个面 4 种颜色。

    金字塔魔方的每个面是正三角形,一个面上有九个小三角形,像这样:

    [​IMG]

    一共是 4 个角块,6 个棱块 和 4 个内块,只有 14 块而已。

    还原一共只有三个步骤

    (1)转动四个角块,使得它与内块的颜色对齐;

    这个太简单了,不用学,最多转 4 下;

    (2)观察每个面的颜色,在四个方向上转动前两层,使得每个面的角块颜色相同;

    当角块和内块颜色对齐后,每个角都有三个颜色,任选三个角,它们公用一个面,观察这三个角共有的颜色,比如

    角 A:红、黄、蓝;

    角 B:红、绿、蓝;

    角 C:黄、绿、蓝;

    我们发现,这三个角的共同颜色是蓝色,于是,把每个角的蓝色转到三个角的公用面;

    对其他三个角也做相同的处理,处理完以后变成这样:

    [​IMG]

    你看,除了 6 条棱,全部对齐了;

    (3)还原棱块;

    我们只需要记忆两个很简单的公式:

    [​IMG]

    这个公式是吧这个面的三个棱块进行逆时针的交换,反过来做这个公式,可以对棱块进行顺时针的交换;

    多做几遍公式,观察每个棱块的走向,我们可以发现:

    • 左边棱块会翻到下边的棱;
    • 下边棱块会翻到右边的棱;
    • 右边棱块会平移到左边的棱;

    掌握这个技巧,我们可以把大部分棱块还原;

    运气好的话,棱块全部还原了,反之会出现这种情况:

    [​IMG]

    相邻两个边的棱块在自己的棱上相反。

    这时我们再做一个公式,这也是我们需要记忆的唯一一个公式,非常好记:

    [​IMG]

    好了,我们还原金字塔魔方啦!

    [​IMG]

    你看,非常容易学~

    多做几次,就可以在一分钟之内还原了~

    我曾经在聚会上教过几个人玩金字塔魔方,饭吃完了,对面就学会了~ 非常实用

    • 【二】斜转魔方 Skewb (学习用时:1 小时)

    斜转魔方,顾名思义,是斜着转的魔方,它长这样:

    [​IMG]

    一共 6 个中心块和 8 个角块,共 14 块,和 金字塔魔方 相同。

    从还原难度上来看,略难于金字塔魔方,但低于三阶魔方,我大约花了 40 分钟学会吧。

    还原斜转魔方同样也只有两个公式,所以也非常好学。

    首先,我们观察一下未打乱的斜转魔方的配色,通常是:

    上黄、下白,前红,后橙,左蓝,右绿。

    这个配色必须牢记,因为其他类型的立方体魔方也是这么配色的;

    一个简单的记忆方法是:

    1. 对面的颜色是相邻的:黄—白,红—橙,蓝—绿;
    2. 黄色在上面时,蓝色在红色的左边;

    接下来,我们来还原魔方啦!

    现有的还原教程,水平参差不齐,有些我琢磨了半天都搞不懂,但当我看到一个正确的教程时,很快就明白了。一共也就三个步骤:

    (1)还原第一面

    选择一个自己喜欢的面(通常是白色),先把它还原了,实际上就是把 4 个该面上的角块移到这个面上的正确位置,此时在该面的相邻四个面上,角块的颜色也是相同的,像这样:

    [​IMG]

    这个步骤的实现很简单;

    首先,把白色块翻上去,观察一下即可,这个只要一步;

    翻上去后可能出现这种情况:

    [​IMG]

    左上角的白色块没有在上面……

    这个时候,只要 4 步 就可以还原(公式 1):

    1. 右下角顺时针转动 120°;
    2. 左下角顺时针转动 120°;
    3. 右下角逆时针转动 120°;
    4. 左下角逆时针转动 120°;

    很简单的 4 步公式,多做几遍即可,根本不用记;

    上图是白色块在左边能看见的情况,对于白色块在右边能看见的情况是镜面对称的,所以转动步骤也是镜面对称的;

    (2)还原中间四个面

    还原中间四个面,指的是还原后,顶面的角块在下面和四个面的中心块同色,像这样:

    [​IMG]

    这一步其实也不难。

    还记得上面那个 4 步骤的公式吗?

    只要顺着做一遍该公式,然后观察白色角块的位置,转动一定角度后,再镜面对称做一遍,或者反之。

    例如下图:

    [​IMG]

    我们要把绿色的中心块从前面移到右面,

    我们的做法是:

    1. 先把魔方逆时针转 90°,使得左下角位于右下角;
    2. 做公式 1;
    3. 观察白色顶块的走向,转动魔方,再做公式 1 的镜像;

    OK,绿色面到了它应该在的位置了;

    就这样,多做几遍 4 个面就还原了;

    (3)还原底面四个角块

    如果底面四个角块没有全部在位置上,那么只有两种可能:

    1. 四个角块都不在位置上;
    2. 一对斜对角的角块在位置上;

    如果是第一种情况:

    这样放魔方:

    [​IMG]

    再做 8 步(公式 2):

    左下逆,右下顺,左下顺,右下逆,上面 4 步再做一遍;

    如果是第二种情况:

    这样放魔方:

    [​IMG]

    先做一遍公式 2,就变成第一种情况了;

    就这样,我们学会了 斜转魔方 啦!

    你看,也没多复杂嘛~一个多小时学会毫无压力~

    • 【三】三阶魔方 Rubik’s Cube (学习用时:4 小时)

    三阶魔方是魔方的正统,也是需要花最多功夫学习的魔方,学会了三阶魔方后,学习其他阶的魔方真是得心应手了。

    首先,推荐一个很完整的教程,来自魔方小站:

    魔方小站三阶魔方教程 包你学会的魔方教程(魔方玩法视频教程 + 还原公式图解 +3D 动画)

    魔方小站有详细的三阶魔方视频和图文教程,同样也有高阶教程,绝对讲得浅显易懂,包会,只不过废话实在太多(尤其是视频教程),让人误以为很难学;

    所以,我在这里稍稍梳理一下学习思路;

    (1) 首先,要买一个好魔方;

    一个好的魔方的手感和差的魔方是完全不一样的,为了避免营销嫌疑,这里就不说魔方的品牌了,

    只是这么说:

    1. 不要买 10 元以下的魔方,初学者买 20 元左右的魔方,想转得更快,就买 40~60 元的魔方,手感绝对一级棒;
    2. 如果不打算参加竞赛,那最好买一个彩色魔方(而不是贴纸的,也不是喷漆的),因为彩色魔方没有贴纸磨损的问题,可以使用用更长的时间(不过彩色魔方不能参加比赛,因为上层转动一定角度以后会看到背后的颜色,会被认为有作弊嫌疑,如下图)

    [​IMG]

    (2)记忆符号含义;

    通过图示来还原魔方固然可以,但画起来麻烦,记忆也不方便,如果转动魔方用一个字母代替,会使得学习变得简单,如下图所示:

    [​IMG]

    (3)用层先法还原;

    事实证明,层先法是最好学的,我学习层先法,不到一个晚上就学会了,一共 7 个步骤,如下图所示:

    [​IMG]

    (4)记忆少量的公式;

    很多人放弃学魔方,是因为要记很多公式。

    是的,记公式是学习魔方不可回避的一环,如果要学习快速还原法 CFOP,需要记忆 119 个公式。

    但是,我们的目的仅仅是还原魔方而已啊~

    在我看来,只需要记忆 4 个公式就可以了

    【1】底层十字和第一层靠理解,不需要记公式:

    【2】第二层需要记忆一个公式(公式 1 及其镜像):

    [​IMG]

    【3】顶层十字需要记忆一个公式(公式 2):

    [​IMG]

    多做几遍公式,一定能做出十字;

    【4】顶层上面需要学一个公式(公式 3 及其镜像)

    [​IMG]

    上图是 6 块在顶上的情况,只要做一遍公式 3 就可以了,也有 5 块(十字)或者 7 块 在顶上的情况,这个时候就要注意魔方摆放的位置,具体来讲,就是观察顶面的左上角的黄色块,记住四个字“七后五左” ,先做一遍 公式 3,然后观察魔方,转动一定角度以后再做一遍公式 3(5 块在顶上的情况)或者它的镜像(L' U L U L' U U L)(7 块在顶上的情况),即可。

    [​IMG]

    【5】顶层角块需要学一个公式(公式 4

    [​IMG]

    这个公式相对比较长,需要努力记忆一下

    【6】还原顶层棱块不需要记公式,只要多做几遍 公式 3 及其镜像即可;

    • 如果是三轮换,只要做 2 遍 公式 3,一遍左手的,一遍右手的;
    • 如果是两两轮换,需要做 4 遍 公式 3。

    具体可以看魔方小站的攻略。

    以上是一个简略的教程,更为详细的教程可以参见:

    魔方小站三阶魔方教程(图解 + 视频)包你学会的魔方教程(魔方视频 + 还原公式图解 +3D 动画)

    学完 三阶魔方,二阶魔方的还原也就学会了,只要做 三阶层先法 的 7 个步骤的 2、5、7 即可。

    更为快捷的还原法参见:二阶魔方高级玩法公式(快速玩法图解),这个就需要记忆更多的公式了。

    • 【四】四阶魔方 Rubik's Revenge(学习用时:2 小时)

    有了三阶魔方的基础,四阶魔方是不难学的,至少不必再花学习三阶魔方学习时间了。

    首先,依然要买一个好的彩色魔方,价格应该在 70~100 元左右:

    [​IMG]

    不过四阶魔方由于销量不是很高,所以被仿制得比较少,故没有质量特别差的(俗称 “地摊货” ),其实 20 多元的魔方手感也不会太糟糕,如果对色泽和顺滑度没有特别追求的话,也可以买便宜点的。

    还原的基本思路:

    1. 还原六个面的中心四块;
    2. 将十二条棱的两个棱块对齐;
    3. 像还原三阶魔方一样还原;
    4. 处理可能出现的 2 种特殊情况;

    在这里,我依然推荐魔方小站的图文教程(视频教程太拖沓了,看图文相当快)

    魔方小站四阶魔方教程 包你学会的魔方教程(魔方玩法视频教程 + 还原公式图解 +3D 动画)

    下面是一个思路整理

    【1】还原六个面的中心四块;

    这一步,由于自由度比较大,其实自己琢磨也是可行的,不过稍微学一下应该会更快明白,同样地,我曾在某个饭局教别人还原中心块,半小时就教会了;

    基本思路是:

    1. 2+2 法,把两块同色的弄在一起,再把另两块同色的弄在一起,最后把四块弄在一起;
    2. 顺序:底面(白)—>顶面(黄)—>任意的侧面(红)—>旁边的一个面(蓝)—>最后两个面(绿、橙)
    3. “去让回”技巧,这是高阶魔方拼面块的核心技巧(具体可以参见魔方小站),尤其是最后两个面的去让回技巧,是值得仔细回味的;

    【2】将十二条棱的两个棱块对齐;

    只有 5 步,非常容易学;

    [​IMG]

    处理最后几个棱块时,可能遇到一些特殊情况,这个时候,用一个 7 步的公式:

    [​IMG]

    当然,我这里推荐 “32223 拼棱法”:四阶魔方教程第 5 步

    虽然是高级玩法,但是一点都不难学,看完视频,基本不用回想,就能学会,也就半个小时左右;

    【3】像还原三阶魔方一样还原;

    这个时候,四阶魔方和三阶魔方看起来就一样了,还原之;

    【4】处理可能出现的 2 种特殊情况;

    2 种特殊情况是:

    1、翻棱

    [​IMG]

    翻棱方法:TR2 B2 U2 TL U2 TR' U2 TR U2 F2 TR F2 TL' B2 TR2 (动画演示)

    这是还原四阶魔方中最复杂的一个公式,一共 15 步,需要强行记住

    2、换棱

    [​IMG]

    换棱方法: MR2 U2 MR2 TU2 MR2 MU2 (动画演示

    一共 6 步,而且非常好记;

    就这样,我们学会了 四阶魔方的还原;

    有了三阶魔方的基础,我们学习四阶魔方也只要记 4 个公式就可以了,而且其中 3 个还是十分简单的公式,因此学会四阶魔方其实并不难

    • 【五】五阶魔方 Rubik's Professor(学习用时:1 小时)

    实际上,五阶魔方,一直以来被认为比四阶魔方容易学,这是因为五阶魔方不需要处理四阶魔方的特殊情况,只需要拼好面和棱之后,按照三阶魔方还原即可。

    但五阶魔方也有比四阶魔方更难的地方,比如,拼中心面的九块更难了,拼棱的过程也更加长。

    如果学会了 四阶魔方,那学习五阶魔方只需要额外记忆两个公式就可以了,一个是在最后两个中心面的公式,另一个是最后两条棱的公式。

    详细的教程依然可以参见魔方小站:魔方小站五阶魔方视频教程(玩法视频教程,不过我觉得教程里有些地方写得不太好;

    这里还是提供一个思路:

    【1】拼好六个面各自的中心九块;

    这一步事实上是耗时比较长的,但是并不难;

    基本思路是:

    • 2+2+2+3 法 或者 3+3+3 法

    [​IMG]

    即通过分组对齐的方法来完成一个面的九块同色块的拼接;

      • 拼的顺序和四阶一样:底面(白)—>顶面(黄)—>任意的侧面(红)—>旁边的一个面(蓝)—>最后两个面(绿、橙)
    • “去让回”技巧:比起 四阶魔方,五阶魔方的去让回技巧更为复杂,如果学会了五阶魔方的去让回,更高阶的问题也就不大了:

    尤其是这两种情况:

    [​IMG]

    如果记公式会非常繁琐,我的建议是:

    直接学习这个公式(公式 1):六阶魔方视频教程 第 0 步

    虽然这个公式出现在六阶魔方的还原教程里,但我认为在五阶魔方的还原里就应当学习,因为并不难学,且通用。

    这个公式只有 7 步,首先是把两个要交换的块对齐,然后执行:去 - 让 - 去 - 回 - 回 -- 回,非常好记

    【2】拼棱

    四阶魔方的拼棱法完全可以用在五阶上,仅仅需要处理一个特殊情况:

    [​IMG]

    公式 2:(TR U2)5 x2 B' TR U' R2 U TR' (动画演示

    当然,更快的拼棱法,可以参见 “84 法” :五阶魔方教程第 5 步

    不过,“84 法” 中公式非常多,不建议一开始都记住,所以推荐先学 “84 法” 中的 “8”(这个比较容易学),然后再用土方法拼好最后 4 条棱;

    【3】像还原三阶魔方一样还原;

    没有特殊情况;

    总结:学完四阶魔方后,再学五阶魔方一共就需要学两个公式,而且并不复杂,其他步骤全部靠理解就可以了,大约只需要学一个小时就基本明白了;

    学完四阶、五阶魔方的还原方法,我们可以尝试直接还原六阶和七阶魔方,应该问题不大。

    我在学完五阶魔方后,直接拿了一个七阶魔方试着还原,结果第一次还原也不过花了半个小时左右(但是世界纪录已经到了残暴的 2 分 38 秒)。

    • 【六】SQ1 魔方 Square-1(学习用时:2 小时)

    SQ1 魔方,是魔方世界中比较特殊的一种,这是因为他的形状多变,正如下图所示:

    [​IMG]

    它共有 3 层,其中第一层和第三层各有 8 块(4 个 60°角的角块和 4 个 30°角的棱块),而第二层只有 2 块,总计 18 块。

    虽然总块数不及三阶魔方(26 块),但是因为形状多变,在记忆上有一定的难度,也没有太好的苏速拧方法,所以一般认为,它比三阶魔方更难还原,但实际上也没有难太多。

    (待更新)

    • 【七】五魔方(学习用时:2 小时)

    五魔方,又叫 “正十二面体魔方”,它长这样:

    [​IMG]

    为什么放在最后学?因为它是最难的。

    (待更新)

    • 【附】其他稀奇古怪的魔方

    (待更新)

    ********************

    【未完待续,长文巨坑,慢慢填】

    ********************

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