速解魔方
 | 此條目需要补充更多来源。 (2017年2月1日) |
速解魔方是指以儘量最少的時間將魔術方塊復原的一項運動。速解魔方除了最常見的3x3x3魔方外，還涵蓋了其他層數的立方體魔方(如2x2x2、4x4x4)、其他形狀與結構的魔方、以及其他玩法如單手解、盲解等。目前世界魔方協會所舉辦與記錄的一共有17項速解魔方的比賽項目。
歷史
在2004年，速解玩家們成立了世界魔方協會，以規劃舉辦魔術方塊比賽、制定規則與記錄玩家成績。在2023年間，全球各地就舉辦了總共2135場速解魔方比賽。
術語
書寫規定
在書寫魔方轉動步驟的時候，有一些國際約定需要注意：
- 層表示約定：F、B、L、R、U、D分別代表前、後、左、右、上、下層，另外还有f、b、l、r、u、d符號，意為兩層一起轉。还有M、S、E，表示中层。
- 轉動約定：如果為順時針轉動90度，則層符號後無內容；若逆時針轉動90度，則記為層符號+“ ' ”或是“i”，比如上方第一層逆時針轉動90度，則記為U'或Ui；如果轉動180度，則記為層符號+“2”，比如上方第一層轉動180度，記為U2。
常見術語
- 階：阶数是指魔方每个边所具有的块数，比如三阶魔方每个边就有3个小块。
- 復原：指魔方從非原始狀態到原始狀態的過程。
- pop：指在復原中，魔方的部分零件從魔方脫離的情況。
- +2 : 指復原最后一步未对齐角度大于45度或在整个还原过程中因参赛者操作違反比賽規定而获得的加2秒惩罚。
- DNF：是「Did Not Finish」的缩写，指停止計時器時方塊尚未復原(魔方復原失敗)，或玩家違反特定的比賽規則時的記錄代號。在多次尝试取平均成绩的輪數中算作最差成绩。
- DNS：是「Did Not Start」的缩写 ，指参赛选手在一轮中放弃尝试机会而并未开始还原的記錄代號，在多次尝试取平均成绩的輪數中算作最差成绩。
- sub-X：「在X秒以下」之意。例如：sub-20 就是指平均復原速度在20秒以下。
- pair：又稱「F2L pair」、「corner-edge pair」或「CE pair」，是CFOP解法中，對同一空槽中角塊和邊塊的集合稱呼，因需將其配對而得名。
- ZBLS：「Zborowski-Bruchem Last Slot」的縮寫，又稱ZBF2L，是F2L公式的其中一個公式子集(subset)。
- COLL：是OLL公式的其中一個公式子集(subset)，用於將PLL縮減至EPLL子集的情況。
速解法
速解法為玩家速解時所使用的復原方式。以下列舉在速解魔術方塊玩家中最常見的主流解法。
Fridrich Method (CFOP)
CFOP為四個步驟「Cross、F2L、OLL、PLL」的縮寫，由杰西卡·弗雷德里奇在1997年提出，以層先法的概念為基底，使用較大量的公式（119個公式）以在較少的步數內還原較多的塊體，從而縮短復原所需時間。CFOP因其直觀的解法取徑以及擁有高自由度與可變化性，在一般玩家與頂尖玩家中都是最多人使用的魔術方塊速解法。
其主要分为四个步骤：
- 十字 （Cross） ：將底層的四個邊塊復原，形成一個十字。此步驟不需要記憶公式。
- 完成前兩層（F2L，First 2 Layers）：做完十字後，前兩層會剩下的四個"空槽"，各由一個邊塊與一個角塊組成，此步驟利用公式在頂層分次將各空槽的邊塊與角塊配對，並放進空槽中。如不考慮特殊情形（當邊塊或角塊位於其他空槽內時），總共有41種可能的情況。
- 將最後一層頂面的顏色統一 （OLL，Orientation of Last Layer）：復原頂層顏色的朝向。總共有57種可能的情況，透過判別情況後以其對應的公式復原。
- 將最後一層側面的顏色統一 （PLL，Permutation of Last Layer）：復原頂層的排列。總共有21種可能的情況，透過判別情況後以其對應的公式復原。
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| Cross | F2L | OLL | PLL |
桥式解法(Roux Method)
- 先在两个侧面下方各形成正确的2X3两块,
- 使顶面的四个角块归位
- 调整中间四个棱块和侧面两个棱块的朝向
- 左右侧面顶部的棱块归位
- 中间棱块和中心块归位
- 快速还原解法java动画教学 （页面存档备份，存于互联网档案馆）-三阶魔方桥式快速还原解法教程(公式+图+视频+java)
層先法 ( LBL，Layer by Layer )
層先法顧名思義，即為一層一層復原，需記憶的公式數量因變種而異，但大多不超過10個。是許多速解玩家入門的解法之一。 層先法分為以下幾個步驟：
- 還原第一層4個邊塊
- 還原第一層4個角塊
- 還原第二層4個邊塊
- 還原第三層的邊塊方向，使邊塊的頂層顏色朝上
- 還原第三層的角塊方向，使角塊的頂層顏色朝上
- 還原第三層的角塊位置
- 還原第三層的邊塊位置[1][2]
其他解法
此部分為較少玩家使用的其他解法。
8355法
由台灣的許技江自創的解法[1][2]，設計對象為剛入門的新手玩家。8355法將三階魔方分成第一層的八個塊體、第二層的三個邊塊、其餘的五個邊塊與五個角塊。其步驟如下：
- 8：將第一層完成，但刻意留下一個角不復原，做為「工作區(Working Area)」。
- 3：利用工作區將第二層的三個邊放入。工作區的存在讓玩家能以不須公式、且步數較少的方式復原。
- 5：利用工作區將頂層與工作區的五個邊歸位。
- 5：重複使用基礎的交換公式將剩餘的五個角一一復原。
其中的「五邊」和「五角」兩步驟，也可以用於復原五魔術方塊的最後一層。
雙公式基本解
由台灣玩家洪啟倫所設計，改良自LBL解法。特色為僅需兩個公式，並結合記憶口訣。 [3] [4]
角先法(Corner First)
角先方法是先將所有角塊歸位，再復原邊塊的方法。
棱先法(Edge First)
棱先方法是先將所有棱塊歸位，再復原角塊的方法。
SCAF
SCAF (Six Cross And Finger shortcut) 是台灣玩家賴寬祐的自創解法，其教學影片在Youtube上有超過30萬的觀看次數。[5]
电脑解法
电脑没有记忆公式的困难，因此可以找出更佳的解法。但是由于魔方的可能變化數量巨大，穷举法實際上難以執行。目前广泛使用的算法步骤如下：
- 双转归原：如果限制每次旋转，除了两个相对的面（比如左边和右边）之外都是180度，那么能够转出来的花样就少了很多。把魔方从任何状态归位到这些花样之一，就是双转归原。
用电脑程序进行搜索，双转归原一般需要12步来完成。而复原的步骤则需要18步。但是如果能进一步优化，使得双转归原的结果避开那些需要较长步骤复原的状态，一般可以得到更短的复原步骤。
2007年，電腦科學家古柏曼與他的學生用20台超級電腦花了8000個小時證明上界可改進為26。
通过运用电脑，Tomas Rokicki于2008年宣布证明了任何魔方可以在25步以内解开[3]。而随后，这一结果改进为22步[4]。
2010年,包括Tomas Rokicki和Morley Davidson等人的研究團隊證明任意的魔術方塊打亂狀態可以在20步內還原。
速解世界紀錄
各種魔術方塊速解比賽的世界魔術方塊協會(WCA)紀錄如下:[a][5]
| 魔方類型 | 類型 | 時間 (分;秒:百分秒) | 紀錄保持人與國籍 | 賽程 | 細節 (分:秒.百分秒) |
|---|---|---|---|---|---|
| 3×3×3 | 單次 | 3.13 |  Max Park |
Pride in Long Beach 2023 | |
| 平均 | 4.48 |  Yiheng Wang (王艺衡) |
Mofunland Cruise Open 203 | 4.72 / 4.72 / 3.99 / (3.95) / (5.99) | |
| 2×2×2 | 單次 | 0.43 |  Teodor Zajder |
Warsaw Cube Masters 2023 | |
| 平均 | 1.01 | Zayn Khanani |
Pioneer Valley Cubing B 2023 | 0.91 / 0.97 / (0.71) / 1.16 / (2.91) | |
| 4×4×4 | 單次 | 16.79 | Max Park |
Bay Area Speedcubin' 29 PM 2022 | |
| 平均 | 19.38 | Max Park |
Arizona Speedcubing Spring 2023 | (17.60) / 18.49 / 19.37 / (23.80) / 20.28 | |
| 5×5×5 | 單次 | 33.02 | Max Park |
Florida Big & Blind & Time 2022 | |
| 平均 | 37.00 | Max Park |
Circle City Turbocharged 2023 | 36.81 / (43.10) / 37.45 / (35.90) / 36.75 | |
| 6×6×6 | 單次 | 59.74 | Max Park |
CubingUSA Southeast Championship 2022 | |
| 平均 | 1:08.56 | Max Park |
WCC Western Championship 2022 | 1:11.79 / 1:03.71 /1:10.18 | |
| 7×7×7 | 單次 | 1:35.68 | Max Park |
Marshall Cubing September 2022 | |
| 平均 | 1:42.12 | Max Park |
Marshall Cubing September 2022 | 1:35.68 /1:46.74 /1:43.95 | |
| 3×3×3盲解 | 單次 | 12.78 | Tommy Cherry |
4BLD in a Madison Hall 2023 | |
| 平均 | 15.05 |  Elliott Kobelansky |
Panthers Cube Day 2023 | 15.29 / 14.15 / 15.70 | |
| 3×3×3最少步數解 | 單次 | 16 步 |  Sebastiano Tronto |
FMC 2019 | |
| 平均 | 20.00 步 |  Wong Chong Wen (黄崇文) |
FMC Johor Bahru 2023 | 20 / 21 / 19 | |
| 3×3×3單手解 | 單次 | 6.20 | Max Park |
Marshall Middle Slice 2022 | |
| 平均 | 8.65 | Patrick Ponce |
Stevenage Spring 2022 | 8.86 / 9.11 / (7.77) / 7.98 / (10.81) | |
| Rubik's Clock | 單次 | 2.77 |  Jacob Chambers |
Wiltshire Spring 2023 | |
| 平均 | 3.56 | Jacob Chambers |
Droitwich Spa Autumn 2022 | 3.39 / (4.21) / 3.46 / 3.83 / (3.16) | |
| Megaminx | 單次 | 24.83 |  Leandro Martín López |
Jaqueca Di Tella 2023 | |
| 平均 | 27.34 | Leandro Martín López |
Jaqueca Di Tella 2023 | 27.26 / (31.53) / (24.83) / 25.69 / 29.06 | |
| Pyraminx | 單次 | 0.75 | Elijah Brown |
Berkeley Winter A 2023 | |
| 平均 | 1.55 | Ezra Shere |
Michigan Speedcubing Spring 2023 | 1.32 / 1.70 / (1.73) / (1.29) / 1.63 | |
| Skewb | 單次 | 0.81 | Zayn Khanani |
NAC 2022 | |
| 平均 | 1.56 | Zayn Khanani |
Pretzel Mania 2022 | 1.30 /(1.20) /1.79 /1.60 /(4.89) | |
| Square 1 | 單次 | 3.73 | Ryan Pilat |
CubingUSA Heartland Championship 2023 | |
| 平均 | 5.02 | Max Siauw |
CubingUSA Northeast Championship 2022 | 5.23 / (9.73) / 4.97 / (4.84) / 4.86 | |
| 4×4×4盲解 | 單次 | 51.96 | Stanley Chapel |
4BLD in a Madison Hall 2023 | |
| 平均 | 1:08.76 | Stanley Chapel |
Michigan Cubing Club Epsilon 2019 | 1:02.51 / 1:14.05 / 1:09.72 | |
| 5×5×5盲解 | 單次 | 2:19.07 |  Hill Pong Yong Feng |
May MBLD Madness Singapore 2023 | |
| 平均 | 2:27.63 | Stanley Chapel |
Michigan Cubing Club Epsilon 2019 | 2:32.48 / 2:28.80 / 2:21.62 | |
| 3×3×3多顆盲解 | 單次 | 57:47 (62/65) | Graham Siggins |
Blind Is Back LA 2022 | 57:47 |
注釋
- ^ 平均為五次復原中，去掉最快的與最慢的成績之後，剩餘的三次平均
参考文献
- ^ RQcube的YouTube 中文教學 (內含公式記憶教學)].
- ^ 三阶魔方还原教程（层先法）——碧海风云.
- ^ Tom Rokicki. Twenty-Five Moves Suffice for Rubik's Cube (PDF). [2008-03-24]. （原始内容存档 (PDF)于2021-05-20）.
- ^ Twenty-Three Moves Suffice | Domain of the Cube Forum. [2021-06-26]. （原始内容存档于2020-11-09）.
- ^ 纪录 | World Cube Association. www.worldcubeassociation.org. [2022-09-16]. （原始内容存档于2021-11-23）.
外部連結
- 世界魔術方塊協會（WCA）官網
- 速解維基百科 （页面存档备份，存于互联网档案馆）─所有速解魔方的技巧及術語
- Jessica Fridrich教授網頁（页面存档备份，存于互联网档案馆）─目前最多人用的速解解法。
- 速解魔術方塊網站─教導Fridrich Method的中文網頁。