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1、魔方复原的最少转数研究【摘耍】魔术方块（乂称魔方）是近代最具知名度全球性风行的益智玩具，从1980年在美国大量生产后风靡了全世界，使许多玩家对Z着迷口钻研其中，在学术上也吸引了数学领域的很多学者投入魔方复原的研究•本文研究了魔方复原的几种传统方法，在此基础上分析了达到最少转数的方法.【关键词】魔方；复原；最少转数【摘要】魔术方块（又称魔方）是近代最具知名度全球性风行的益智玩具，从1980年在美国大量生产后风靡了全世界，使许多玩家对之着迷且钻研其屮，在学术上也吸引了数学领域的很多学者投入魔方复原的研究.木文研究了
2、魔方复原的儿种传统方法，在此基础上分析了达到最少转数的方法.【关键词】魔方；复原；最少转数益智型玩具又简称为益智玩具，是一种会令人陷入思考的解谜玩具，根据每一种益智玩具的不同，玩的人需要具备不同的能力与知识，例如推理能力或观察力等，有时简单的外观却需耍某种特定的数学或物理知识才能解开，有时带有思考陷阱的复杂外表，却在一个观念的转换后变得容易解开•益智玩具除了使人玩了之后感到了愉悦，更加入了智力方面的元索，使人清楚了解一些在复杂事物中的观点，以帮助脑细胞的成长并增进智慧，因此会玩益智玩具的人通常被认为是个聪明的人
3、•本研究锁定近代益智玩具的经典——“魔术方块”作为本研究的主题，在参考网络上的各种解法和实际学习与操作过后，发现魔术方块并没冇想象屮的困难，只要通过学习就可以达到一定程度的了解和成果•本文研究了魔方复原的儿种传统方法，在此基础上分析了达到最少转数的方法.一、魔术方块魔术方块(RubiksCube)为匈牙利布达佩斯大学里的建筑设计教授ErnoRubik在1974年所发明之三立方单位之正立方体，其结构由24个小方块所组合而成的，且每一个面都可任意地旋转•魔术方块有许多种外观,除了常见的3立方单位Z外，其后更发明了2
4、立方单位、3立方单位、4立方单位、5立方单位和其他形状，每一种都有独立的英文名字，如2立方单位称作MiniCube,3立方单位称作RubiksCube,4立方单位称作RubiksRevenge,5立方单位称作作ProfessorCube等，翻译成屮文的话都称做“魔术方块"・魔术方块(又称魔方)是近代最具知名度全球性风行的益智玩具，从1980年在美国大量生产后风靡了全世界，使许多玩家对之着迷且钻研其中，在学术上也吸引了数学领域的很多学者投入魔方复原的研究•但在几年后热潮减退甚至消失，取而代之的是•波波的电子玩具、
5、数字游戏等热潮•近年来已消失的魔术方块热潮有重新流行的趋势，从2003年开始包括台湾在内美国、H本等各国举办国内比赛或世界大赛•这个热潮朝向减少恢复魔术方块转数的方向发展•益智玩具是帮助人成长的工具，不是目的.只有了解魔术方块游戏木质才能够有意义地成长.二、魔方复原方法在魔方各种复原方法中，为了可以清楚地表达解法之步骤进而发展出以下基本的符号.其屮魔术方块分成三个部分，屮心方块(Center)、边方块(Edge)和角方块(Corner)；由下到上分成三层(Layer)；六通面称为顶面(Up,U)、底面(Down
6、,D)、左面(Left,L)、右面(Right,R)、前面(Front,F)和后面(Back,B)•符号“U,D,L,R,F,B”代表面对该面的状态下将该面作90。顺时针之旋转•符号”U,D,L,R,F,B”代表面对该面的状况下将该面作90°逆时针之旋转•符号“U2,D2,L2,R2,F2,B2”代表所指的该面作180。之旋转并没有方向的问题.除了基本符号外还有些特殊动作Z符号，但在各种解法中符号有所差别.1•逐层的解法该方法将魔术方块分成三层，一层一层由下层复原至上层，是最多人用来设计复原魔术方块解法的技法•
7、此技法是最符合人类解决问题时的思考方式，也常被初学者入门时所学习，其逻辑经过各个专家的诠释与设计后，产生了在教学的步骤及公式上有些许不同的解法，但逻辑是相同的.2•快速解法快速解法又称为Fridrichs方法，发明人为纽约宾汉顿大学(BinghamtonUniversity)电子计算器工程系的教授JessicaFridrich,它可以看作是逐层的解法的延伸，是在“逐层的解法”中釆用一次完成两层的技法所衍伸岀的一种方法，是最多魔术方块高手所使用的方法，也是速度较快的方法.JessicaFridrich将复原魔术方
8、块的步骤分成四个步骤：CrosssFirstTwoLayersOrientationofLastLayerPermutationofLastLayer.在最后2个复原的阶段中，归纳出所有的可能性，并提出78个公式以対应到所归纳的可能性.3.不用公式的解法在目前所有的魔方复原算法文献中，只有Frey&Singmaster(1982)在HandbookofCubikMath一书中提出的解法
