آموزش حل مکعب روبیک

مکعب روبیک چیست؟

مکعب روبیک (Rubik’s Cube) یک پازل مکانیکی که در سال ۱۹۷۴ توسط ارنو روبیک مجسمه ساز و پرفسور معماری در کشور مجارستان اختراع شد.
مکعب روبیک در چهار نوع مختلف وجود دارد: ۲×۲×۲ که به مکعب جیبی معروف است، ۳×۳×۳ رایجترین مکعب روبیک، ۴×۴×۴ که به انتقام روبیک معروف است، و در آخر نوع ۵×۵×۵ یا مکعب حرفه‌ای. نوع ۳×۳×۳ آن که رایجترین آنهاست نه سطح مربع شکل در هر طرف دارد، در مجموع پنجاه و چهار سطح می‌شوند که به اندازه بیست و هفت مکعب کوچک به هم چسبیده فضا را اشغال می‌کند. سطح مکعب روبیک را شش رنگ پوشانده‌است، هر وجه یک رنگ. مخترع آن نام مکعب جادویی را برای آن انتخاب کرد که در سال ۱۹۸۰ با نام مکعب روبیک در جهان پخش شد و می‌توان گفت که پرفروش ترین اسباب بازی جهان است

اندازه هر طرف مکعب تقریبا برابر ۵٫۷۱۵ سانتیمتر و شامل بیست و شش مکعب کوچک است. مکعب مرکزی هر وجه تنها نمای مکعب است و متصل به مرکز هستند و این برای آن است که دیگر مکعب‌ها متصل شوند و توانایی چرخش را داشته باشند. در نتیجه بیست و یک قطعه وجود دارد، هسته مرکزی دارای سه محور متقاطع است که مرکز شش قطعه روی محورها را نگه داشته و به آنها و بیست مکعب کوچک پلاستیکی دیگر اجازه چرخش می‌دهد. مکعب روبیک دارای دوازده زاویه هست که دو رنگ را نشان می‌دهد، و هشت گوشه که سه رنگ را نشان می‌دهد، هر قسمت (هر زاویه) دو یا سه رنگ متفاوت را نشان می‌دهد، بدینگونه‌است که هیچگاه زاویه‌ای وجود ندارد که دو رنگ شبیه ( مثلا قرمز و قرمز ) را نشان دهد! در اغلب مکعبهای روبیک رنگ قرمز در مقابل رنگ نارنجی است ، زرد مقابل سفید و سبز مقابل آبی.
در مکعب معمولی (۳×۳×۳) روبیک امکان وجو حدود 43 کوانتیلیون (10 به توان 18) یا ۴۳٬۲۵۲٬۰۰۳٬۲۷۴٬۴۸۹٬۸۵۶٬۰۰۰ حالت متفاوت وجود دارد!!!

در سال 2007 توسط کامپیوتر راه حلی 26 حرکتی برای روبیک ارئه شد و در سال 2008 کوتاه ترین راه حل ممکن یعنی 22 حرکت برای روبیک کشف شد.

همچنین هرساله مسابقه هایی برای حل کردن سریع روبیک در جهان برگذار میشه که رکورد حل سرعتی روبیک متعلق به فردی آلمانی به اسم Erik Akkersdijk و در مدت زمان 7.08 ثانیه است. میتونید ویدو این حل رو در اینجا پیدا کنید. همچنین میتونید در این سایت تمامی رکوردها رو ببینید، بهترین رکورد ایران هم با مدت زمان 12.71 ثاتیه است.

راهنمای تجربی و گام به گام تا حل مکعب روبیک

در زیر روش تحربی و خلاصه شده ای را برای کلیه افراد آموزش میدیم !!!

راهنمای مرتب کردن "مکعب ِ روبیک"

اصطلاحات
F: سطح جلویی
B: سطح پشتی
R: سطح راستی
L: سطح چپی
U: سطح بالایی
D: سطح پائینی
یک حرف به تنهایی (مثلاً F) یعنی اون سطح رو 90 درجه در جهت عقربه‌های ساعت (ساعت‌گرد) بچرخونین.
یک حرف به همراه اپوستروف (مثلاً 'F) یعنی اون سطح رو 90 درجه در خلاف جهت عقربه‌های ساعت (پاد ساعت‌گرد) بچرخونین.
یک حرف به همراه عدد 2 (مثلاً F2) یعنی اون سطح رو 180 درجه (جهت اون فرق نمیکنه) بچرخونین.
پس الگوریتم R U' L2 یعنی سطح راستی رو 90 درجه ساعت‌گرد سپس سطح بالایی رو 90 درجه پاد ساعت‌گرد و در آخر سطح چپی رو 180 درجه بچرخونین.

روش مرتب کردن
نکته: این روش ِ حل براساس لایه‌بندی "مکعب ِ روبیک" هستش. اگه "مکعب ِ روبیک" رو به صورت عمودی به 3 لایۀ مجزا تقسیم کنیم لایۀ بالایی (که اول مرتب میشه) رو "لایۀ اول"، دومین لایه رو "لایۀ میانی" و بالاخره لایۀ پائینی (که آخر همه مرتب میشه) رو "لایۀ آخر" می‌نامیم. ما می‌خوایم این لایه‌ها رو به ترتیب از بالا به پائین مرتب کنیم.
توجه: این مهم هستش که یه رنگ رو به عنوان سطح بالایی انتخاب کنین و برای افزایش سرعت عملتون همیشه با اون کار کنین. من با رنگ "سفید" کار میکنم و توضیحات ادامۀ متن هم با این فرض هستش که رنگ "سفید" به عنوان سطح بالایی انتخاب شده (یعنی فعلاً تا موقعی که دستتون راه بیوفته باید به هر سازی که من میزنم برقصین).

لایۀ اول
مرتب کردن این لایه 2 مرحله داره:
1- شکل دادن صلیب
از اینجا به بعد نیاز هستش که سلفون روی مغزت رو برداری و ازش استفاده کنی (درست هستش که با این کار مغزت از نویی درمیاد و دست دوم میشه ولی به هر حال هر چیزی یه بهایی داره که باید پرداخت تا به دستش آورد).
شکل دادن صلیب کار سختی نیست. کافیه 4 تا قسمت لبه‌ای در لایۀ اول (لبه‌هایی که یه سمت اون‌ها سفید رنگ هستش) رو سر جاشون قرار بدین. فقط بدونین که آخر این مرحله باید "مکعب ِ روبیک"تون شبیه شکل زیر باشه.

2- قرار دادن گوشه‌های لایۀ اول (هر گوشه به صورت جداگونه)

وقتی صلیب رو شکل دادین برای تکمیل کردن لایۀ اول کافیه گوشه‌های این لایه رو به صورت جداگونه در جای خودشون بذارین. اولین کاری که باید بکنین اینه که این گوشه‌ها رو پیدا کنین. اون‌ها در یکی از لایه‌های اول یا آخر هستن (اگه به جای خاروندن کله‌ات به "مکعب ِ روبیک" نگاه کنی می‌بینی که لایۀ میانی قطعۀ گوشه‌ای نداره). این قسمت هم کار سختی نیست و بدون الگوریتم هم میتونین انجامش بدین اما برای اینکه اول کاری مغزتون گیریپاژ نکنه یکی از الگوریتم‌های این مرحله رو به صورت تصویری نشونتون میدم.

تو این مرحله چند تا نکته هستش که باید بهشون توجه کنین:
- کار رو با گوشه‌ای از لایۀ اول شروع کنین که در لایۀ آخر قرار داره.
- اگه چند تا از گوشه‌های لایۀ اول در لایۀ آخر قرار دارن کار رو با گوشه‌ای شروع کنین که رنگ سفیدش به سمت پائین (روی سطح پائینی) نباشه.
- اگه گوشه‌ای در لایۀ اول قرار داره ولی جای اون اشتباه هستش و یا نیاز به چرخیدن داره باید اون رو به لایۀ آخر بیارین و دوباره سر جاش بذارین.
آخر این مرحله باید "مکعب ِ روبیک"تون شبیه شکل زیر باشه.

لایۀ میانی
مرتب کردن این لایه فقط 1 مرحله داره:
1- قرار دادن لبه‌های لایۀ میانی (هر لبه به صورت جداگونه)
برای انجام این مرحله میتونین از 2 الگوریتم زیر استفاده کنین.

تذکر: موقع اجرای الگوریتم‌ها باید رنگ آبی به سمت خودتون (سطح جلویی) باشه.
آخر این مرحله باید 2 لایۀ بالایی "مکعب ِ روبیک"تون مرتب شده باشه.

لایۀ آخر
مرتب کردن این لایه 4 مرحله داره:
نکته: قبل از اینکه کار رو ادامه بدین باید "مکعب ِ روبیک"تون رو برعکس کنین طوری که لایۀ آخر (با سطح زرد رنگ (رنگ مخالف رنگ سفید در اکثر "مکعب ِ روبیک"ها)) در بالای مکعب قرار بگیره.
1- شکل دادن علامت جمع (+)
حالا باید در سطح لایۀ آخر (سطح زرد رنگ) لبه‌ها رو طوری قرار بدیم که تشکیل یه علامت جمع (+) رو بدن.
تذکر: در این مرحله اهمیتی نداره که طرف دیگۀ لبه‌های لایۀ آخر با قطعات مرکزی در لایۀ میانی هماهنگ نباشن.
شکل زیر حالت‌های مختلفی که ممکنه به وجود بیاد رو نشون میده.

تذکر: در این شکل قسمت پائین تصویر سطح جلویی شما محسوب میشه و در واقع شما از بالا به "مکعب ِ روبیک" نگاه میکنین.
حالت اول حالتی هستش که می‌خوایم به اون برسیم.
در حالت دوم از الگوریتم 'F U R U' R' F و در حالت سوم از الگوریتم 'F R U R' U' F استفاده کنین.
حالت چهارم در حقیقت ترکیبی از حالت‌های 2 و 3 هستش. در این حالت میتونین از هر دو الگوریتم استفاده کنین. بار اول که یکی از الگوریتم‌ها رو اجرا میکنین یکی از حالت‌های 2 یا 3 به وجود میاد و برای بار دوم با اجرای الگوریتم مناسب علامت جمع (+) ایجاد میشه.
2- قرار دادن گوشه‌های لایۀ آخر در جای مناسب
تذکر: در این مرحله بدون درنظر گرفتن جهت قرار گرفتن گوشه‌ها فقط اون‌ها رو سر جاشون میذاریم.
در این قسمت تنها 2 حالت ممکن هستش:
- گوشه‌های نزدیک به هم نیاز به جابجایی داشته باشن. برای جابجایی اون‌ها "مکعب ِ روبیک" رو طوری میگیریم که گوشه‌های مورد نظر در سمت راست و بالای مکعب قرار بگیرن و الگوریتم زیر رو اجرا میکنیم.
L U' R' U L' U' R U2
- گوشه‌های دور از هم (قطری) نیاز به جابجایی داشته باشن. در این شرایط همون الگوریتم قبلی رو 2 بار اجرا میکنیم.
3- مرتب کردن گوشه‌های لایۀ آخر
در این قسمت به جز حالت درست (مرتب بودن گوشه‌ها) 7 حالت مختلف دیگه ممکن هستش که در شکل زیر اومده.

در حالت اول الگوریتم R' U' R U' R' U2 R U2، در حالت دوم الگوریتم R U R' U R U2 R' U2 و در حالت‌های دیگه ترکیبی از این 2 الگوریتم رو استفاده میکنیم.
4- مرتب کردن لبه‌های لایۀ آخر
در این قسمت هم به جز حالت درست (مرتب بودن لبه‌ها) 4 حالت دیگه ممکن هستش که در شکل زیر می‌بینین.

برای حالت اول الگوریتم R2 U F B' R2 F' B U R2 و برای حالت دوم الگوریتم R2 U' F B' R2 F' B U' R2 رو استفاده میکنیم.
در حالت‌های دیگه با اجرای هر کدوم از الگوریتم‌های بالا به یکی از حالت‌های 1 یا 2 میرسیم که با اجرای الگوریتم مناسب لبه‌ها مرتب شده و "مکعب ِ روبیک" کامل میشه.