廣義的魔方,指各類(lèi)可以通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)打亂和復(fù)原的幾何體。魔方與華容道、獨(dú)立鉆石棋一起被國(guó)外智力專(zhuān)家并稱(chēng)為智力游戲界的三大不可思議,而魔方受歡迎的程度更是智力游戲界的奇跡。魔方的種類(lèi)有很多,大致分為正階魔方和異形魔方。
標(biāo)準(zhǔn)的二到七階立方體魔方都被稱(chēng)為正階魔方。一般來(lái)說(shuō)正階魔方包含二階魔方、三階魔方、四階魔方、五階魔方、六階魔方、七階魔方、八至十七階、以及更高階。
除了標(biāo)準(zhǔn)的立方體魔方外,其他形狀的魔方都被稱(chēng)為異形魔方。異形魔方形狀,難度各不相同。常見(jiàn)的異形魔方包含鏡面魔方、SQ1、魔表、金字塔魔方、斜轉(zhuǎn)魔方、五魔方、魔板、連體魔方、捆綁魔方、空心魔方、齒輪魔方。
到2020年為止世界魔方協(xié)會(huì)(World Cube Association)官方認(rèn)可的、有正式比賽的魔方,一共有十一種:
中文直譯叫作“口袋魔方”。它每個(gè)邊有兩個(gè)方塊,官方版本之一魔方邊長(zhǎng)為40毫米,另外一個(gè)由東賢開(kāi)發(fā)的軸型二階魔方則為50毫米。二階魔方為2×2×2的立方體結(jié)構(gòu)。本身只有8個(gè)角塊,沒(méi)有其他結(jié)構(gòu)的方塊。結(jié)構(gòu)與三階魔方相近,因?yàn)槠錄](méi)有中心塊,所以可用假想中心法和復(fù)原三階魔方的公式進(jìn)行復(fù)原。
三階魔方是用魯比克教授的名字命名的,是當(dāng)前最普遍的魔方種類(lèi)。它每個(gè)邊有三個(gè)方塊,官方版本魔方邊長(zhǎng)為57毫米。三階魔方由一個(gè)連接著六個(gè)中心塊的中心軸以及8個(gè)角塊,12個(gè)棱塊構(gòu)成,當(dāng)它們連接在一起的時(shí)候會(huì)形成一個(gè)整體,并且任何一面都可水平轉(zhuǎn)動(dòng)而不影響到其他方塊。
四階魔方相對(duì)于三階來(lái)說(shuō)就要復(fù)雜得多,它的構(gòu)成分為兩類(lèi),一類(lèi)中心是一個(gè)球體,每個(gè)外圍的小塊連接著中心球的滑軌,在運(yùn)動(dòng)時(shí)候會(huì)沿著用力方向在滑軌上滑動(dòng)。第二類(lèi)是以軸為核心的四階魔方,其實(shí)這類(lèi)四階魔方就是隱藏中層的五階魔方,內(nèi)部的小零件即為五階的側(cè)心塊和中棱塊,中軸上有防止鎖死的突起裝置。作為競(jìng)速運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō),第二種構(gòu)成的四階魔方運(yùn)動(dòng)速度快,不易在高速轉(zhuǎn)動(dòng)中卡住。
世界上總共有三種結(jié)構(gòu)的五階魔方,即中國(guó)臺(tái)灣東賢的M5,匈牙利魯比克的R5,希臘Olimpic的V5。五階魔方的難度較高,共有8個(gè)角塊,36個(gè)棱塊(兩種類(lèi)型)和54個(gè)中心塊(48塊可以移動(dòng),6塊固定)。
六階魔方是由希臘的Olimpic方塊公司出產(chǎn),角塊比中心塊略大,棱塊略呈長(zhǎng)方形。六階魔方為6×6×6的立方體結(jié)構(gòu)的魔方,可以用三階魔方、四階魔方、五階魔方一部分的解法來(lái)幫助復(fù)原,變幻。
七階魔方是指為7×7×7立方體結(jié)構(gòu)的魔方,可以用三階魔方、四階魔方、五階魔方、六階魔方一部分的解法來(lái)幫助復(fù)原。因?yàn)閹缀紊系南拗疲綁K表面呈圓弧形或正方形。同時(shí)兼?zhèn)淞耸詹?、鑒賞及實(shí)用價(jià)值,方塊本身為圓弧型或正方體。
魔表是一個(gè)兩面都需要進(jìn)行復(fù)原的魔方,每個(gè)面上面有九個(gè)表盤(pán)。魔表有四個(gè)齒輪控制表針的轉(zhuǎn)動(dòng)。每面都有四個(gè)按鈕(立柱),在兩面上形成此進(jìn)彼出的關(guān)系。按鈕的狀態(tài)影響到相應(yīng)的齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng),其復(fù)原方法相對(duì)其他魔方比較簡(jiǎn)單。
魔表是WCA(世界魔方協(xié)會(huì))的官方競(jìng)速項(xiàng)目之一。截至2019年的單次世界紀(jì)錄為3.29秒,平均世界紀(jì)錄為4.38秒,單次記錄保持者為中國(guó)香港選手孫銘志。平均記錄保持者為婁云皓。
五魔方又叫做十二面體魔方(Magic Dodecahedron),是由一些魔方愛(ài)好者和研究者同時(shí)發(fā)明的。其每個(gè)面均是五邊形,總共有50塊可以移動(dòng)的部分。五魔方是十二面體結(jié)構(gòu),總共有12個(gè)中心塊,20個(gè)角塊和30個(gè)邊塊。每個(gè)中心都有一種顏色。邊塊則有兩種顏色,角塊則有三種。每個(gè)面上都有一個(gè)中心塊、五個(gè)角塊和五個(gè)棱塊。
五魔方是WCA(世界魔方協(xié)會(huì))的官方競(jìng)速項(xiàng)目之一。截至2019年的單次世界紀(jì)錄為27.22秒,平均世界紀(jì)錄為30.39秒,單次記錄保持者為秘魯選手Juan Pablo Huanqui。平均記錄保持者也是秘魯選手Juan Pablo Huanqui。
金字塔魔方是一種四面體異型魔方。由德國(guó)科學(xué)家麥菲特Uwe Meffert教授于1970年發(fā)明出,原本是他用于研究金字塔能量的模型,在研究過(guò)程中,意外的發(fā)明出金字塔魔方。有四個(gè)外角塊、四個(gè)內(nèi)角塊和六個(gè)邊塊。通過(guò)旋轉(zhuǎn)可以改變其顏色排列。軸旋轉(zhuǎn)塊可以旋轉(zhuǎn)后而狀態(tài)不改變。6個(gè)邊塊則可以自由旋轉(zhuǎn)。而四個(gè)頂塊可以獨(dú)立于其他塊進(jìn)行自我旋轉(zhuǎn)。
金字塔魔方是WCA(世界魔方協(xié)會(huì))的官方競(jìng)速項(xiàng)目之一。截至2019年的單次世界紀(jì)錄為0.91秒,平均世界紀(jì)錄為1.86秒,單次記錄保持者為波蘭選手Dominik Górny(Byczy Cube Race 2018)。平均記錄保持者為波蘭選手Tymon Kolasiński。
斜轉(zhuǎn)魔方,是烏韋·梅弗特(Uno·Meffert)所銷(xiāo)售的經(jīng)典異形魔方。它擁有迷人的外表和簡(jiǎn)單的玩法,同時(shí)它也是世界魔方協(xié)會(huì)(World Cube Association)于2014年所開(kāi)始認(rèn)證的魔方速擰項(xiàng)目?,F(xiàn)單次世界紀(jì)錄是澳大利亞的Andrew Huang所保持的0.93秒,平均世界紀(jì)錄是波蘭人?ukasz Burliga所保持的2.03秒。
SQ1魔方有人也稱(chēng)之為“扇形魔方”,是由于SQ1在某種打亂的狀態(tài)是極像扇子狀的原因。Square 1分為三層。頂層和底層都有風(fēng)箏塊和三角塊,它們也被稱(chēng)為角塊和邊塊。整個(gè)魔方總共有8個(gè)角塊和8個(gè)邊塊和2個(gè)中層塊。相對(duì)于中層來(lái)講,角塊為60度,邊塊寬度為30度。正方形SQ1屬于兩極類(lèi)魔方中最常見(jiàn)的一種。我們平時(shí)說(shuō)的SQ1魔方,通常都是指正方形的SQ1。
SQ1也是世界魔方協(xié)會(huì)(WCA)比賽項(xiàng)目之一。截至2019年的單次世界紀(jì)錄為4.95秒,平均世界紀(jì)錄為6.54秒,單次記錄保持者為美國(guó)選手Jackey Zheng。平均記錄保持者為巴西選手Vicenzo Guerino Cecchini。