魔方的发展起源

魔方，Rubik's Cube 又叫魔术方块，也称鲁比克方块。是匈牙利布达佩斯建筑学院厄尔诺·鲁比克教授在1974年发明的。当初他发明魔方，仅仅是作为一种帮助学生增强空间思维能力的教学工具。但要使那些小方块可以随意转动而不散开，不仅是个机械难题，这牵涉到木制的轴心，座和榫头等。直到魔方在手时，他将魔方转了几下后，才发现如何把混乱的颜色方块复原竟是个有趣而且困难的问题。鲁比克就决心大量生产这种玩具。魔方发明后不久就风靡世界，人们发现这个小方块组成的玩意实在是奥妙无穷。

魔方系由富于弹性的硬塑料制成的6面正方体。核心是一个轴，并由26个小正方体组成。包括中心方块6个，固定不动，只一面有颜色。边角方块8个(3面有色)（角块）可转动。边缘方块12个(2面有色)（棱块）亦可转动。玩具在出售时，小立方体的排列使大立方体的每一面都具有相同的颜色。当大立方体的某一面平动旋转时，其相邻的各面单一颜色便被破坏，而组成新图案立方体，再转再变化，形成每一面都由不同颜色的小方块拼成。据专家估计所有可能的图案构成约为4.3×10^19。玩法是将打乱的立方体通过转动尽快恢复成六面成单一颜色。

魔方种类较多，平常说的都是最常见的三阶立方体魔方。其实，也有二阶、四阶、五阶等各种立方体魔方（目前有实物的最高阶为七阶魔方）。还有其它的多面体魔方，面也可以是其它多边形。《如五边形十二面体：五魔方，简称五魔，英文名称：Megamix，又称正12面体魔方》《3x4长方体》《3X5长方体》。

三阶立方体魔方由26个小方块和一个三维十字(十字轴)连接轴组成，小方块有6个在面中心（中心块），8个在角上（角块），12个在棱上（棱块），物理结构非常巧妙。它每个面纵横都分为三层，每层都可自由转动，通过层的转动改变小方块在立方体上的位置，各部分之间存在着制约关系，没有两个小块是完全相同的。立方体各个面上有颜色，同一个面的各个方块的颜色相同，面与面之间颜色都不相同。这种最初状态就是魔方的原始状态。复原魔方就是按照某种规则转动魔方，使其恢复到原始状态。复原魔方要一个好魔方，一双灵巧的手，敏锐的空间想象力和高效实用的转动程序。复原方法有很多种，具体步骤上有很大的差异性，但也有相通之处，最常见的是一层一层地拼好。

原版实际测量下来发现大约57mm。

一、按魔方形状来分，主要的可分为10大类：

１、正四面体见：正四面体（金字塔）魔方总汇

２、正六面体

３、正八面体见：八面体魔方总汇

４、正十二面体

５、菱形十二面体

6、十四面体

7、二十面体

8、球形体

9、柱形体

10、星形体

二、按魔方结构分类，可分为六大类：

１、两极类２、四轴类３、六轴类４、八轴类５、十二轴类6、多轴类与混合轴类

魔方是由多个旋转面组成的，每个旋转面都是以一个中心点来转的，与中心点垂直就是所谓的轴。所有的轴又相交于一点称核心，也就是魔方的内核块了。我觉得按结构分类更科学一点，因为它们的结构相似，解法相通。

三、另外按旋转过程中有些魔方的形状会不断变化，由些可分为两类：

1、传统类：是指旋转过程中魔方的外观形状保持不变，如常见的二阶、三阶、四阶等六面体魔方。

2、形变类：旋转过程中魔方的形状会不断变化，如常见的SQ1魔方、二阶金字塔魔方、二阶卡通魔方等。

魔方种类太多了，用“轴数+形状”不能完全表达一个魔方的特性，因此我归类魔方时又加了“阶”的概念。就是因为魔方上有的块由多个旋转层共有，所以魔方才能产生复杂的变化，这也是魔方的魅力所在。“阶”数越高的魔方难度越大。１、一阶：两旋转层相交只有一个魔方块的魔方，称“一阶魔方”，如八轴类的魔方大都是一阶的，如魔花、X魔方、鸭嘴兽魔方等，因此复原较简单。２、二阶：两旋转层相交只有两个魔方块的魔方，称“二阶魔方”，如十二轴二阶球魔方，是看不到与轴连接的块，被隐藏起来了。３、三阶：两旋转层相交只有三个魔方块的魔方，称“三阶魔方”，最常见的，如三阶魔方，五魔方。如这魔方拆开后可看出是四轴结构的：这魔方两旋转层相交的块为三个，所以称它为“四轴三阶八面体魔方”：４、高阶：两旋转层相交多于三个魔方块以上，统称称“高阶”。目前六轴类最高阶魔方为7阶，十二轴类最高阶的为五阶，高阶魔方是以后魔方新品的发展对象。5、有些魔方两旋转层相交的块数不是一样的，如这四层金字塔魔方，它的阶是这样定的：这金字塔形魔方的内部其实就是一个四轴八面体魔方：与四轴八面体相比较，增加的块有三种：顶块、中块、层A与层B相交的块，由于它增了的块为一阶，所以这魔方应称为“四轴3.1阶四面体魔方”它的难度为3.1阶。