مکعب روبیک

روشهای بسیاری برای مکعب روبیک موجود است ولی برای حل سرعتی مکعب روبیک تا امروز 5 روش ابداع شده است.

اولین بار خود ارنو روبیک یک راه حل برای مکعب روبیک پیدا کرد تا اینکه دیوید ساینمستر ریاضیدان انگلیسی اولین بار کتابی را برای حل مکعب روبیک  نوشت و در آن ارتباط مکعب روبیک با شاخه ای از ریاضیات (نظریه گروهها) نوشت و ایشان اولین بار نام مکعب جادویی را بنام مکعب روبیک معرفی کرد .و از آن زمان نام مکعب روبیک مرسوم شد. دیوید جیونر نیز کتاب مکعب روبیک ماشین مرلین را نوشت وی در این کتاب جایگشتها و ارتباط مکعب روبیک را با شاخه های ریاضی مورد بررسی قرار داد ،کتاب جوینر آغازی برای دیگر ریاضیدانان و علاقمندان بود تا یافته های خود در مورد مکعب روبیک را به تحریر در آورند خصو صا در مورد پیدا کردن الگوریتمی که بتواند مکعب روبیک را در کمترین تعداد حرکت حل کند در سال 2006 اولین بار الگوریتم 26 حرکت توسط دو ریاضیدان نوشته شد که یکسال بعد توسط همین دو نفر این تعداد به 25 حرکت کاهش یافت تا اینکه در سال 2010 برای همیشه این معما حل شد و بطور قطعی ثابت شد که حد بالای تعداد حرکت برای حل مکعب روبیک  عدد 20 است . در سال 1361 در ایران نیز چندین شرکت از جمله شرکت تجیران مکعب روبیک را تولید میکردند در همان زمان تب مکعب روبیک در ایران چنان بود که دکتر سیاوش شهشهانی استاد ریاضیات دانشگاه صنعتی شریف کتاب اسرار مکعب روبیک را تالیف نمود وی در این کتاب راه حل مکعب روبیک را به شیوه بسیاری جالبی بیان نمود و ارتباط آن با ریاضیات را به صورت ساده ای بیان نموده. راه حل شهشهانی بسیار ساده ولی حرفه ای بود بطوری که خواننده میتوانست هر گونه طرحی را روی مکعب روبیک بوجود بیاورد .(از این راه حل میتوان برای حل مکعب با چشمان بسته استفاده کرد)


اما راه حل سرعتی مکعب روبیک توسط کیوبرهای حرفه ای ابداع و تکمیل شد اولین بار زمانی که در سال1981 در کشورآلمان مسابقات مکعب روبیک  برگزار شد نفر اول مسابقات با زمان 30 ثانیه توانست نفر اول شود در سال 1982 زمانی که اولین مسابقات جهانی مکعب روبیک در مجارستان برگزار شد بسیاری از شرکت کنندگان متد های جدیدی را ابداع نمودند که در این مسابقات به اجرا گذاشتند بطوری که متوسط زمان حل مکعب روبیک به 25 ثانیه رسید.


روش گوشه (Corners-first method):

در این روش ابتدا گوشه های مکعب روبیک مرتب میشود سپس مکعب روبیک های لبه در جای خود قرار میگیرند در اولین مسابقات مکعب روبیک  بیشتر شرکت کنند گان از این روش استفاده میکرند و نفر اول این مسابقات "مین تای" پناهنده تایلندی از آمریکا توانست با همین روش مکعب روبیک را در 22.95 ثانیه حل کرده و به مقام نخست برسد. این روش امروز دیگر کمتر استفاده میشود.

 

روش فردریش(Fridrich method):


این روش توسط دکتر جسیکا فردریش در سال 1981 که در آن زمان دانشجو و 17 سال بیشتر نداشت ابداع شد .وی در سال 1982 در اولین دوره مسابقات جهانی مکعب روبیک شرکت کرد ولی نتوانست مقامی کسب کند(به مقام دهم رسید) .وی روش خود را توسعه داد و در سایت شخصی خود در اینترنت قرار داد .روش ایشان مورد قبول حرفه ایها قرار گرفت بطوری که در دومین دوره مسابقات در سال 2003 تورنتو، روش فردریش روشی بود که بیشتر مسابقه دهندها استفاده میکردنند. در این مسابقات "دن نایت "نفر اول(با میانگین 20 ثانیه) و جسیکا به مقام دوم (با میانگین ثانیه 20.48) رسید بهترین رکورد وی در این مسابقات (17.12 ثانیه) بود. (در مسابقات هر شرکت کننده 3 بار قبل از فینال (در فینال 5 بار )مکعب روبیک را حل میکند و میانگین این زمانها به ثبت میرسد البته برای حل هر مکعب روبیک در زمان بهتر نیز رکورد گیری میشود ) نکته جالب توجه اینکه ، جسیکا شخصا روش حل و انگشت گذاری درست را به" دن نایت" نفر اول مسابقات یاد داده بود!!!


روش فردریش از چهار بخش تشکیل شده: الف) درست کردن صلیب در سطح پایین ب) قراردادن 4 گوشه ها به همراه لبه وسطی(F2L) ج) چرخش تمام مکعبهای سطح بالایی بطوری قطعات سطح بالایی همگی یکرنگ شوند (OLL)(Orientation of Last Layer) د) جابجایی قطعات سطح بالایی در محل خود و تکمیل مکعب روبیک (PLL)(Permutation of Last Layer )

 


فردریش متوسط زمان حل مکعب با روش خود را 13.5 ثانیه اعلام کرد. که امروز بسیاری ازمکعب روبیک  بازان حرفه ای توانسته اتد این زمان را کاهش دهند.

روش فردریش توسط دیگر حرفه ای ها تکمیلتر شد از جمله روش (ZBF2L,COLL،...) که این روشها در کاهش زمان بسیار موثر بود .کیوبرهای بسیاری ازجمله (Erik Akkersdijk از کشور هلند وفیلیکس از استرالیا رو هسلر از آمریکا و...) از این روش استفاده میکند .

 

روش پترس(Petrus method):


این روش توسط لارس پترس یکی از شرکت کنندگان در اولین مسابقات جهانی ابداع شد . در روش پترس یک مکعب روبیک 2*2* 2 ابتدا در گوشه درست میکنیم سپس بدون خراب شدن این مکعب آنرا به یک بلوک 2*2*3 تبدیل میکنیم سپس لبه های سطح مقابل را در جای خود قرار داده و گوشه ها را مرتب میکنیم به این ترتیب دو ردیف مکعب روبیک مرتب میشود ، در ادامه مانند روش جسیکا با این تفاوت که ابتدا لبه ها سپس گوشه های سطح بالا را مرتب میکنیم.

لارس پترس در اولین مسابقات مکعب روبیک توانست با روش خود مکعب روبیک را در 30 ثانیه مرتب کند. مکعب روبیک بازان حرفه ای برای آیتم کمترین تعداد حرکت در مسابقات مکعب روبیک از روش لارس پترس استفاده میکنند (در مسابقات آیتمی به نام کمترین تعداد حرکت وجود دارد کهمکعب روبیک  بازان در آن مکعب روبیک را در کمترین تعداد حرکت حل کنند (رکورد این آیتم 22 حرکت میباشد))

روش روکس(روش بلوکی )(Roux method):

در این روش ابتدا یک بلوک 1*2*3 در طرف سمت چپ و یک بلوک دیگر در سمت مقابل (راست) درسطح پایین مکعب روبیک ساخته میشود .سپس 4 گوشه باقیمانده را درست میکنیم در ادامه 6 لبه و مرکز ها را در جای خود قرار میدهیم. متوسط حل مکعب روبیک با این روش 15 ثانیه به ثبت رسیده است.این روش از این جهت مناسب به نظر میرسد که الگوریتم خاصی ندارد و میتوان آنرا به سادگی یاد گرفت.


روش زبیگینو (:ZZ method)

این روش که جدیدترین روش سرعتی می باشد در سال 2006 توسط " زبیگنیو زبوروسکی" ابداع شد. روش آن بسیار حرفه ای و مبتنی به الگوریتم است(تعداد الگوریتمهای سطح بالای مکعب روبیک 177 الگوریتم میباشد و تعداد حرکت برای تکمیل مکعب روبیک بسیار پایین است.) بطوری که نمی توان به زبان ساده آنرا بیان نمود . کل ساختار بازی به روش فردریش ولی به روشی انجام میشود که سطح پایین و سطح بالا الگوریتمهای خاص دیگری دارد. البته زبوروسکی به همراه" بوچم" قبل از این روش دیگری را درتکمیل روش فردریش ابداع کرده بودند که زمان حل مکعب روبیک را بسیار پایین می آورد ولی تنها اشکالی که میتوان از آن گرفت، تعداد الگوریتمهای زیاد ان است

ن

همه ی روشهای حل روبیک




۱. روش لایه به لایه ( Layer by Layer Method ) :
ابداع کننده : David Singmaster 
سال ابداع : ۱۹۸۰ ( اندکی پس از عرضه اختراع ارنو روبیک )
بهترین رکورد : در حدود ۳۰ ثانیه 
توضیحات : همانگونه که از نام الگوریتم برمی آید ابتدا Cross در یکی از وجوه ساخته شده ، سپس لایه مذکور تکمیل می شود ، پس از آن لایه میانی و در نهایت لایه آخر ( ابتدا Cross ساخته می شود ، سپس Edge ها مرتب سازی می شوند ، Corner ها در جای خود قرار می گیرند و با Permute شدن آنهاروبیک ساخته می شود )
مزایا : آسانی یادگیری 
معایب : سرعت پایین و نامناسب برای رکورد زنی

۲. روش فردریک ( CFOP / Fridrich Method ) :
ابداع کننده : Jessica Fridrich
سال ابداع : ۱۹۸۰ ( این روش در سال ۱۹۹۲ به صورت Public در اختیار دیگران قرار گرفت )
بهترین رکورد : ۷.۰۸ ثانیه
توضیحات : در این روش برای ساخت دو لایه اولیه ابتدا وجه سفید ساخته شده و سپس Edge ها و ها کنار هم قرار گرفته و به کمک ۴۱ الگوریتم الحاقی که حالات از پیش تعیین شده را مشخص می کند در جای خود قرار می گیرند ، سپس به کمک ۵۷ حالت دیگر ( فرمول های مشخص ) تمامی وجه زرد تکمیل می گردد و در نهایت ۲۱ الگوریتم دیگر لایه زرد را مرتب می کند و روبیک ساخته می شود !
مزایا : سرعت بسیار بالا
معایب : نیاز به حافظه قوی برای حفظ ۱۱۹ الگوریتم و به کار گیری سریع آنها

۳. روش پترس ( Petrus Method ) :
ابداع کننده : Lars Petrus
سال ابداع : ۱۹۸۰
بهترین رکورد : ۱۳.۰۶ ثانیه
توضیحات : در این روش یک مکعب  ۲ *۲*۲ در یک گوشه روبیک ساخته می شود ، سپس به ۲*۲*۳ و بعد آن به ۳*۳*۳ توسعه می یابد ! لایه آخر نیز با یک سری حرکات زنجیره ای ساعت وار تکمیل می گردد !
مزایا : سرعت نسبتا بالا
معایب : پیچیدگی در یادگیری و نیاز به تمرین بالا برای حل سریع

۴. روش راکس ( Roux Method ) :
ابداع کننده : Gilles Roux
سال ابداع : ۲۰۰۴
بهترین رکورد ۱۰.۰۶ ثانیه
توضیحات : در این روش یک مکعب مستطیل ۱*۲*۳ در گوشه پایین و چپ روبیک ساخته می شود ، سپس در راس مخالف نیز عمل انجام می گردد ، 
حال تمامی ۴ گوشه باقیمانده در جای خود قرار گرفته و مرتب می شوند و در مرحله آخر نیز Edge ها و مرکز های باقیمانده مرتب می شوند .
مزایا : استفاده از تعداد حرکات بسیار کم
معایب : نیاز به تمرین زیاد

۵. روش ساخت گوشه ها ( Corners First Method ) :
ابداع کننده : Marc Waterman
سال ابداع : ۱۹۸۰
بهترین رکورد : ۱۶ ثانیه
توضیحات : در این روش ابتدا وجه سمت چپ به طور کامل ساخته می شود ، سپس چهار گوشه سمت راست در جای خود قرار گرفته و مرتب می شوند و در نهایت به کمک ۷ الگوریتم الحاقی Edge ها جایگشت پیدا کرده و در جای خود قرار می گیرند !
مزایا : نسبتا ساده است 
معایب : سرعت خیلی بالایی ندارد

۶. ZZ Method :
ابداع کننده : Zbigniew Zborowski
سال ابداع : ۲۰۰۶
بهترین رکورد : در حدود ۸ ثانیه ( دقیقش رو اگه دوستان میدونن اصلاح کنن )
توضیحات : ( به طور خیلی مختصر ) در این روش ابتدا به کمک Edge های وجه پایین تمامی Cross ها در تمامی وجوه ساخته می شود و در مرحله بعدی ۸ گوشه باقیمانده در ۱۲ حرکت ( به کمک ۱۷۷ الگوریتم الحاقی ) مرتب شده و روبیک ساخته می شود !
مزایا : سرعت بسیار بالا
معایب : فرمولهای بسیار زیاد و سنگین جهت حفظ کردن

>> این سه روشی که در پایین وجود دارند، بهترین رکوردروبیک   ندارند ، چون الگوریتم هایی هستند که نیاز به زمان زیادی برای محاسبه دارند ولی در عوض روبیک  رو در حداقل حرکات حل می کنند، واسه همین اصولا توی قسمت هایی از مسابقات که رقابت بر سر کمترین تعداد حرکته استفاده میشوند! هم چنین توضیحی براشون وجود نداره چون توضیحات اینکه چگونه عمل میکنند میشود یک سری محاسبات و نظریه ها که صحبت راجع بهشون عملا میشه آموزش الگوریتم پس به جای توضیح همشون فقط میزان بهینه بودن رو با تعداد حرکات اعلام می کنیم <<

۷. الگوریتم Thistlethwaite :
ابداع کننده : Morwen Thistlethwaite
سال ابداع : ۱۹۸۱
بهترین رکورد : ---
توضیحات : از نظریه گرافها کمک گرفته و در حداکثر ۵۲ حرکت روبیک  را حل می کند !


۸. الگوریتم Kociemba :
ابداع کننده : Herbert Kociemba
سال ابداع : ۱۹۹۲
بهترین رکورد : ---
توضیحات : از الگوریتم *IDA کمک می گیرد ( کسانی که هوش مصنوعی خوندن میدونن که یکی از الگوریتم های جستجوی آگاهانه به حساب میاد ) و اثبات شده که در حداکثر ۲۹ حرکت روبیک را حل میکند ولی تا کنون حالت به هم ریخته ای از روبیک  که با استفاده از این الگوریتم نیاز به بیشتر از ۲۲ حرکت داشته باشد یافت نشده است !


۹. الگوریتم Korf :
ابداع کننده Richard Korf 
سال ابداع : نا معلوم
بهترین رکورد : ---
توضیحات : همانند بالا از*IDA کمک می گیرد ، ابتدا به گوشه ها و سپس به Edge ها می پردازد و در نهایت حداکثر در ۱۸ حرکت روبیک  را حل می کند !


منبع: سایت روبیکر